Corso di Fisica per il corso di laurea in Scienze Biologiche - CTF (6 CFU)

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Severina Maggio
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1 Corso di Fisica per il corso di laurea in Scienze Biologiche - CTF (6 CFU) Docente: Riccardo Corpino Ricevimento: riccardo.corpino@dsf.unica.it Stanza MB6 Dipartimento di Fisica ( ) Cittadella Universitaria di Monserrato Qualunque testo di Fisica generale di livello universitario people.unica.it/riccardocorpino

2 La fisica non è la matematica Prima la comprensione del fenomeno, poi la sua descrizione analitica Gli argomenti trattati si studiano sui libri Quindi non solo sui propri appunti, né tantomeno su quelli dei colleghi Non c è scritto da nessuna parte che la fisica sia noiosa Enjoy! A studiarla e a insegnarla

7 Cosa accomuna queste foto?

8 La Fisica alla base della piramide Biologia Chimica Fisica Statistica MATEMATICA Economia

Obiettivi del corso Lo studente deve apprendere le nozioni di base della fisica classica per saper interpretare secondo il metodo scientifico razionale (galileiano) basilari e semplici fenomeni

9 Obiettivi del corso 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.

10 Questioni metodologiche Meccanica Programma Termologia, Termodinamica Elettrostatica e elettrodinamica Ottica geometrica Come prepararsi per l ESAME Formulazione matematica delle leggi fisiche F ma c C m Q m T F l 0I1I 2 a 2

11 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

12 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.

13 Accessibilità ed invariabilità dei campioni Il metro è la lunghezza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo 1/( ) s. Un anno luce Raggio medio della Terra campo di calcio Mosca domestica Diametro di un protone 9.5x10 15 m 6.4x10 6 m 9.1x10 1 m 5.0x10-3 m 1.0x10-15 m Pt - Ir 1 m

Un secondo è pari a 9192631770 volte il periodo di oscillazione della radiazione dell atomo di Cs 133 Età

14 Un secondo è pari a volte il periodo di oscillazione della radiazione dell atomo di Cs 133 Età della Terra 1.3x10 17 s Un anno 3.2x10 7 s Un giorno 8.6x10 4 s T ( =550 nm) 2x10-15 s the scale of the universe

15 Il chilogrammo è la massa del campione di massa, un cilindro di Pt-Ir Pt - Ir Terra Uomo Atomo di H 6x10 24 kg 7.5x10 1 kg 1.67x10-27 kg

16 Analisi dimensionale e omogeneità delle equazioni v = spazio / tempo [v] = [LT -1 ] S.I: m/s C.G.S.: cm/s Verifica dimensionale di un equazione Conversione delle unità di misura U = mgh [U] = [ML 2 T -2 ] [mgh] = [MLT -2 L]=[ML 2 T -2 ] Es: un corpo percorre 5 m in 4 minuti, v = spazio / tempo =? S.I.: v = 5/240 = m/s C.G.S.: v = 500/240 = 2.1 cm/s 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)

17 Sistema di riferimento: cartesiano (x, y, z) ad ogni punto P nello spazio si può associare una terna di numeri z p P y p x p O un vettore si rappresenta mediante un segmento orientato

18 Algebra vettoriale A v B modulo, direzione e verso A punto di applicazione Somma e differenza di vettori: a + b = c b a c metodo grafico: regola del parallelogramma Proprietà della somma: a + b = b + a (commutativa) (a + b) + c = a + (b + c) (associativa) a c b Il vettore opposto: b + (-b) = 0 b a c -b risultante a = c - b -b

19 Scomposizione di un vettore scomposizione v y y Nel piano v x = v cos v y = v sin v = (v x2 +v y2 ) O x v x = v x i v y = v y j v x v = v x +v y = v x i + v y j Nello spazio i, j e k versori (vettori unitari) a = b a x =b x ; a y =b y ; a z =b z a = -b a x =-b x ; a y =-b y ; a z =-b z c = a + b c x =a x +b x ; c y =a y +b y ; c z =a z +b z Prodotto di un vettore per uno scalare: b = k a a b k = 4

20 Prodotto tra 2 vettori b 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 a 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 c b a

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