Corso di Fisica per il corso di laurea in

Scienze Biologiche - CTF (6 CFU)

Docente: Daniele Chiriu Ricevimento: Mar e Mer 14:30-16:30 email: daniele.chiriu@dsf.unica.it Stanza MC5 Dipartimento di Fisica (0706754827) Cittadella Universitaria di Monserrato

Testi consigliati: PRINCIPI di FISICA, Serway et al., Edises V edizione

Fisica, Giancoli, C.E. Ambrosiana Fondamenti di Fisica, Halliday, Resnick, Walker, C.E. Ambrosiana

Fondamenti di Fisica, Walker, Zanichelli Qualunque testo di Fisica generale di livello universitario

http://www2.unica.it/biologia/it people.unica.it/danielechiriu

Cosa accomuna

queste foto?

MATEMATICA

Fisica

Chimica

Biologia

Statistica Economia

La Fisica alla base della piramide…

• Lo studente deve apprendere le nozioni di

base della fisica classica per saper

interpretare secondo il metodo scientifico

razionale (galileiano) basilari e semplici

fenomeni naturali fondamentali, sapendo

dare una descrizione quantitativa di alcune

semplici situazioni concrete.

• Sviluppo delle capacita' di problem

solving. Basilari nozioni sulll'effettuazione

di misure e problematiche ad esse correlate

• Il corso di fisica stimola le capacità critiche

mediante lo svolgimento di un ampio

numero di esercizi su tutti gli argomenti

trattati, cercando di insegnare un approccio

ai problemi generale e logico.

Obiettivi del corso

Programma

Meccanica di un punto materiale: Cinematica, Dinamica

Meccanica dei fluidi

Termodinamica

Elettricità

Magnetismo

Fenomeni ondulatori

Formulazione matematica delle leggi fisiche

amF

Tm

Q

m

Cc

a

II

l

F

2

210

Come prepararsi per

l’ESAME

Come prepararsi all’esame…

Nozioni di matematica utilizzate

Livello non avanzato (scuola media superiore, fatta pero' bene !!)

• Algebra elementare (manipolazione e operazioni con monomi e polinomi)

• Equazioni di primo e secondo grado

• Elementi di geometria analitica e trigonometria

• Nozioni elementari di analisi matematica:

Concetto di funzione e sua rappresentazione grafica,

Calcolo di semplici derivate e integrali

Prova d’esame

DURANTE IL CORSO: 2 scritti parziali: ~10 esercizi e quesiti a risposta multipla +2

eserc. numerici con spiegazione teoria. Orale (opzionale e solo dopo scritto): a

discrezione del docente (delucidazioni su quesiti scritto)

• primo scritto argomenti di massima (prima di Natale): Grandezze fisiche, Meccanica

punto, Fluidi e Termodinamica

• secondo scritto (seconda metà Gennaio): Onde, Ottica, Elettromagnetismo, Circuiti.

ESAME GENERALE: SCRITTO e ORALE

Date Esame generale (date da definire!):20 GEN e 25 FEB , 24 GIU, 15 LUG, 23 SET.

Iscrizioni: tramite sito web Esse3 universita'.

Grandezze fisiche

Definizione operativa: a) unità di misura

b) criterio di confronto

c) operazione di somma e differenza

Grandezze fondamentali e derivate – Sistemi di unità di misura

C.G.S.: lunghezza [L], massa [M], tempo [T]

centimetro, grammo, secondo

M.K.S.: lunghezza [L], massa [M], tempo [T]

metro, chilogrammo, secondo

MKS + Kelvin [K] (Temperatura)

&

Ampere [I] (Intensità di corrente) = S.I.

Accessibilità ed invariabilità dei campioni

Il metro è la lunghezza percorsa dalla luce nel vuoto in un

intervallo di tempo 1/(299792458) s.

Un anno luce 9.5x1015 m

Raggio medio della Terra 6.4x106 m

campo di calcio 9.1x101 m

Mosca domestica 5.0x10-3 m

Diametro di un protone 1.0x10-15 m

Pt - Ir

1 m

Un secondo è pari a 9192631770 volte il periodo di

oscillazione della radiazione dell’atomo di Cs133

Età della Terra 1.3x1017 s

Un anno 3.2x107 s

Un giorno 8.6x104 s

T (=550 nm) 2x10-15 s

the scale of the universe

Il chilogrammo è la massa del campione di massa,

un cilindro di Pt-Ir

Terra 6x1024 kg

Uomo 7.5x101 kg

Atomo di H 1.67x10-27 kg

Pt - Ir

Analisi dimensionale e omogeneità delle equazioni

U = mgh [U] = [ML2T-2]

[mgh] = [MLT-2L]=[ML2T-2]

Grandezze adimensionali: prive di dimensioni (es. densità relativa)

Grandezze scalari: modulo (es. il tempo, la massa,la temperatura)

Grandezze vettoriali: modulo, direzione e verso (es. velocità, forza)

Verifica dimensionale

di un’equazione

Conversione delle unità di misura

Es: un corpo percorre 5 m in 4 minuti, v = spazio / tempo = ?

S.I.: v = 5/240 = 0.021 m/s C.G.S.: v = 500/240 = 2.1 cm/s

v = spazio / tempo [v] = [LT-1] S.I: m/s

C.G.S.: cm/s

Sistema di riferimento: cartesiano (x, y, z)

ad ogni punto P nello spazio si può associare una terna di numeri

un vettore si rappresenta mediante un segmento orientato

P

xp

yp

O

zp

Algebra vettoriale

Somma e differenza di vettori: a + b = c

modulo, direzione e verso

A punto di applicazione A

B v

a

b

c

a c

-b

metodo grafico: regola del parallelogramma

Il vettore opposto: b + (-b) = 0

b

-b

Proprietà della somma:

a + b = b + a (commutativa)

(a + b) + c = a + (b + c) (associativa)

a c

b

a = c - b

risultante

Scomposizione di un vettore

vx = v cos

vy = v sin

v = (vx2+vy

2)

v = vx+vy = vxi + vyj

i, j e k versori (vettori unitari)

a = b ax=bx; ay=by; az=bz

a = -b ax=-bx; ay=-by; az=-bz

c = a + b cx=ax+bx; cy=ay+by; cz=az+bz

O x

y

vx

vy

Prodotto di un vettore per uno scalare: b = k a

a

b k = 4

Nel piano

Nello spazio

vx = vxi vy = vyj

scomposizione

Prodotto scalare tra 2 vettori: a x b = ab cos

proprietà. commutativa a x b = b x a

proprietà. distributiva (a + b) x c = (a x c) + (b x c)

Prodotto vettoriale tra 2 vettori: a b = c

modulo c =ab sen

direzione e verso: regola della mano destra

Non gode della proprietà commutativa

(a b) = - (b a);

se b a a x b = b x a = 0 da cui (a b) x a = (b a) x a = 0

a

b

c

Prodotto tra 2 vettori

a

b