FISICA Prof. Enrico Maglione Dip. Di Fisica, Via Marzolo 8 email: maglione@pd.infn.it tel.: 049-8277189 web: http://www.pd.infn.it/~maglione lucidi http://www.pd.infn.it/~maglione/corso2009 ppt http://www.openoffice.org
Laboratorio Esperimenti (14.15-16.15) 30 Aprile? 13 Maggio 27 Maggio 3 Giugno (recupero) Esame (laboratorio) Relazioni (di gruppo) 0,1,2 punti
ESAME Scritto A quiz con risposte multiple (risposte errate penalizzate) http://www.pd.infn.it/~maglione/exa_settembre_2008_2.pdf
Testo consigliato Fondamenti di Fisica (Sesta Edizione) D. Halliday, R. Resnick, J. Walker Casa Editrice Ambrosiana (http://www.ceaedizioni.it/ita/scheda_libro.asp?idlibro=570)
Programma Fisica Dal greco physiké, "studio metodico della natura", scienza che indaga i fenomeni che si manifestano in natura (in greco phýsis), Meccanica Termologia Elettrologia Magnetismo Ottica
Meccanica Teoria che si occupa del movimento dei corpi
State guidando e improvvisamente vedete una lastra di ghiaccio sulla strada. Cosa fate? a) Chiudete gli occhi e cercate di non pensare al problema b) Aprite la portiera e saltate fuori c) Frenate di colpo d) Accelerate e) Premete la frizione Avete affrontato una curva a velocità troppo elevata e la vostra auto inizia a sbandare. Cosa fate? (spoiler alettoni)
proper landing techniques for parachutes Senza paracadute ~ 200 km/h Con paracadute ~ 20 km/h
Velocità della pioggia Diametro Velocità Goccia piccola 0.5 mm 2 m/s Goccia media 2.0 mm 6.5 m/s Goccia grande 4.0 mm 8.8 m/s
Quanto può essere grande il più grande vertebrato?
Fluidodinamica Velocità e moto del sangue nei vasi sanguigni (arterie capillari) Il problema della giraffa
Jesus Lizard
Moloch horridus (Thorny Devil) Kalbarri National Park http://www.asknature.org/
Termologia Branca della Fisica che studia i fenomeni legati al calore Perchè battiamo i denti (o tremiamo) quando sentiamo freddo? Perchè sudiamo quando facciamo uno sforzo? (calore latente (sudorazione) 580 kcal/l ) Perchè gli elefanti africani hanno le orecchie grandi?
Il più piccolo mammifero Craseonycteris thonglongyai Bumble bee bat ~ 1.7-2. g 30-40 mm Fiume Kwai (Tailandia) Suncus etruscus 1.2-2.7 g 36-53 mm Mediterraneo Batodonoides vanhouteni (Eocene) ~1.3 g http://www.sizes.com/natural/mammals.htm
Elettrologia e Magnetismo Studia i fenomeni fisici di natura elettrica e magnetica Velocità di un impulso elettrico in una fibra nervosa: http://www.nd.edu/~nsl/lectures/mphysics
Calamita
Ottica Studia le proprietà della luce e l'interazione della luce con la materia
Il raggio verde (blu) Arcobaleno
Sistema Internazionale Unità di misura 1889 Conférence Générale des Poids et Mesures Bureau International des Poids et Mesures http://www.bipm.org/en/home/ MKS 1971-14 a Conférence Générale des Poids et Mesures S. I. 7 grandezze a scala umana Altri sistemi: CGS
Unità fondamentali sistema SI Quantità Fisica Simbolo Nome unità SI Simbolo unità SI Lunghezza l metro m Massa m Kilogrammo kg Tempo t secondo s Corrente I ampere A Temperatura T kelvin K Quantità di sostanza n mole mol Intensità luminosa I candela cd
Unità derivate Quantità Fisica Nome SI Simbolo SI Equivalenza Area m 2 Volume m 3 Velocità m s -1 Accelerazione m s -2 Forza Newton N kg m s -2 Energia Joule J N m Frequenza Hertz Hz s -1
Prefissi 10 n Prefisso Simbolo Nome 10 18 exa E Trilione 10 15 peta P Biliardo 10 12 tera T Bilione 10 9 giga G Miliardo 10 6 mega M Milione 10 3 kilo k Mille 10 2 etto h Cento 10 1 deca da Dieci 10-1 deci d Decimo 10-2 centi c Centesimo 10-3 milli m Millesimo 10-6 micro μ Milionesimo 10-9 nano n Miliardesimo 10-12 pico p Bilionesimo 10-15 femto f Biliardesimo 10-18 atto a Trilionesimo
Lunghezza 1792-1/10.000.000 parte della distanza tra il polo nord e l equatore 1889 - Barra di platino-iridio 1960-1650763.73 lunghezze d onda 86Kr 1983 - Lunghezza percorsa dalla luce nel vuoto in un tempo di 1/299792458 secondi
http://mimp.mems.cmu.edu/~ordofmag/dischart.htm powers of ten su google video http://sunshine.chpc.utah.edu/labs/cosmic_zoom/cosmic_zoom2.swf http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/scienceopticsu/powersof10/ http://microcosm.web.cern.ch/microcosm/p10/italian/p15.html http://www.videosift.com/video/powers-of-ten-simpsons-version
Massa Inizi 800 Il kilogrammo venne definito come la massa di un litro di acqua pura, alla temperatura di 4 gradi Celsius a pressione atmosferica standard 1889 - massa del prototipo internazionale del kilogrammo, (lega di platino e iridio) e misura 39 mm in altezza e diametro
Alcune misure di massa Oggetto Massa (kg) Universo 1 10 53 Galassia 2 10 41 Sole 2 10 30 Luna 7 10 22 Montagna 1 10 12 Transatlantico 7 10 7 Elefante 5 10 3 Uomo 7 10 Granello polvere 7 10-10 Penicillina 5 10-17 Atomo Uranio 4 10-25 Protone 2 10-27 Elettrone 9 10-31
Tempo 1/86.400 del giorno solare medio 1956-1/31.556.925,9747 dell anno per il 1 gennaio 1900 alle ore 12 1967 - la durata di 9.192.631.770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra due livelli iperfini, dello stato fondamentale dell'atomo di Cesio-133
Alcune misure di tempo Intervallo Secondi Vita del protone 1 10 39 Età dell Universo 5 10 17 Piramide di Cheope 1 10 11 Vita umana media 2 10 9 Anno 3 10 7 Giorno 9 10 4 Battito cardiaco 8 10-1 Muone 2 10-6 Particelle instabili 1 10-23 Tempo di Planck 1 10-43
Problemi 1) 1 pollice (inch) corrisponde a circa 2.54 cm. A quanti pollici corrisponde 1 m? (http://www.buildlab.com/article/70) 2) Il tachimetro della vostra auto segna 120 km/h. A quanti m/s state viaggiando? 3) a) Ammettendo che la massa volumica (massa/volume) dell acqua sia 1g/cm 3, esprimete la massa volumica dell acqua in kg/m 3. b) Supponete che occorrano 10 ore per svuotare un recipiente di 5700 m 3 d acqua. Qual è la portata massica, in kg/s, dell acqua scaricata?
1) 1 pollice (inch) corrisponde a circa 2.54 cm. A quanti pollici corrisponde 1 m? (http://www.buildlab.com/article/70) 1 inch = 2.54 cm 1 1cm inch 2.54 0.394 inch 1m 100 cm 100 0.394 inch 39.4 inch
2) Il tachimetro della vostra auto segna 120 km/h. A quanti m/s state viaggiando? 1 km = 1000 m 120 km/h = 120 1000 m/h = 120000 m/h 1 h = 3600 s 120 km/h = 120000 m/h = 120000/3600 m/s 120 km/h 33.3 m/s
a) Ammettendo che la massa volumica (massa/volume) dell acqua sia 1g/cm 3, esprimete la massa volumica dell acqua in kg/m 3. b) Supponete che occorrano 10 ore per svuotare un recipiente di 5700 m 3 d acqua. Qual è la portata massica, in kg/s, dell acqua scaricata? 1 g = 10-3 Kg 1 m = 100 cm 1 cm = 10-2 m 1 cm 3 = (10-2 ) 3 m 3 =10-6 m 3 1g / cm 3 = 10-3 Kg / (10-6 m 3 ) 1g / cm 3 = 10-3 10 6 Kg / m 3 1g / cm 3 = 10 3 Kg / m 3 Massa = 5700 m 3 10 3 Kg / m 3 = 5.7 10 6 Kg 10 h = 10 3600 s = 3.6 10 4 s portata = massa / tempo = 5.7 10 6 Kg / (3.6 10 4 s) portata 158.3 Kg / s