FISICA Corso di laurea in Informatica e Informatica applicata

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1 FISICA Corso di laurea in Informatica e Informatica applicata I semestre AA G. Carapella

2 Generalita

3 Programma di massima

4 Testi di riferimento Halliday Resnick Walker CEA Resnick Halliday Krane CEA

5 Metodo Scientifico

6 Grandezze fisiche e loro unita

7 Sistema Internazionale di Unita La fisica e basata sulla misurazione. La misura di ogni grandezza fisica viene espressa nella sua unita mediante un confronto con un campione di quella unita. Il campione deve essere accessibile e invariabile. Non tutte le grandezze sono indipendenti tra di loro. La velocita per esempio e il rapporto di uno spazio per un tempo. Sono state scelte per convenzione sette Grandezze Fondamentali, dalla Conferenza Generale Pesi e Misure, che costituiscono il cosiddetto Sistema Internazionale di unita di misura (SI).

8 Unita derivate Le unita di molte grandezze sono definite in funzione delle unita delle grandezze fondamentali. Tali unita sono dette unita derivate. Ex. La frequenza si misura in hertz (Hz) che e una unita derivata dal secondo: Hz=s -1

9 Prefissi Con numeri molto grandi o molto piccoli conviene usare notazione scientifica, che utilizza potenze di 10. Ex: m=3.56 *10 9 m s= 4.92 * 10-7 s Come ulteriore comodita si possono usare i prefissi per le unita. Tali prefissi corrispondono a un fattore moltiplicativo dato da una certa potenza di 10. Ex: 1.27*10-9 s =1.27 nanosecondi =1.27 ns 2000 m= 2 kilometri=2 Km

10 Conversione unita. Coerenza dimensionale Spesso abbiamo bisogno di trasformare le unita con cui sono espresse le grandezze fisiche. Si fa con un metodo chiamato conversione a catena, moltiplicando la misura originaria per un fattore di conversione. Ex: 1h =3600 s 1 Km =1000 m 1 m/s=3.6 Km/h 1Km/h = 1000 m/3600 s = 0.28 m/s Ad ogni grandezza misurata o calcolata si associa una dimensione (tempo: T, Massa: M, lunghezza: L ). Ogni equazione in fisica deve avere coerenza dimensionale, vale a dire i membri dell equazione devono avere la stessa dimensione. Indichiamo le dimensioni di una grandezza racchiudendola tra parentesi quadre. Ex. Lo spazio x percorso in un tempo t un oggetto che parte da fermo e con una accelerazione costante a è x=1/2 a t 2 [x]=l [t]=t Perche ci sia coerenza dimensionale, la costante a dovra avere le dimensioni [a] =LT -2 Poiche le funzioni sono sviluppabili in serie, per evitare di sommare potenze diverse, gli argomenti delle funzioni devovo essere adimensionali. Ex: Sin (ωt). Se [t]=t allora [ω]=t -1

11 Verifiche 1) 1 micrometro (10-6 m=1 µm) e spesso chiamato familiarmente micron. a) Quanti micron fanno 1 Km? b) Quale frazione di centimetro e pari a 1 µm? La velocita della luce nel vuoto e circa c=3*10 8 m/s 2) a) A quanti Km/s corrisponde c? b) E a quanti mm/ps? Supposto che x e A sono misurate in metri, t e misurato in secondi una quantita g e misurata in m/s 2, e una quantita ω in Hz [s -1 ] quali delle seguenti equazioni sono dimensionalmente coerenti? a) x(t)=gt 2 b) x(t)=gt c) x(t)=asin(ωt) d) X(t)=Asin(ω/t) 3)

12 R1a: 10^9; R2b: 10^-4 R2a: 3*10^5Km/s; R2b: 0.30mm/ps R3 a) e c)

13 Cinematica di un punto materiale in moto unidimensionale (rettilineo) La descrizione del moto e detta Cinematica. La cinematica si occupa solo di descrivere come il moto si svolge. Le cause del moto sono trattate nella Dinamica. Un oggetto si puo assimilare a un punto materiale se ha dimensioni piccole rispetto alla scala in cui il moto si svolge (in particolare si possono trascurare moti di rotazione). Localizzare un oggetto significa trovare la sua posizione relativa a un sistema di riferimento. Nel caso in cui siamo su una retta, la posizione di un punto materiale e semplicemente la sua coordinata su una retta orientata x La posizione in funzione del tempo, x(t), e l equazione oraria del moto. L insieme dei punti occupati nello spazio durante il moto e detta traiettoria. Nel caso specifico che stiamo trattando la traiettoria e una retta.

14 Velocita e accelerazione nel moto rettilineo

15 Moto uniforme (velocita costante in modulo) x Velocita t t

16 Moto uniformemente accelerato (accelerazione costante in modulo)

17 Moto di caduta libera