UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI MESSINA
Corso di Laurea Triennale Interfacoltà in Biotecnologie - L/2
Programma di FISICA - I anno, I semestre
Docente: Prof. Salvatore Magazù
A.A. 2010-2011
Prerequisiti:
Fondamenti di Matematica, conoscenze di Algebra, Geometria, trigonometria, calcolo vettoriale, calcolo
infinitesimale.
Programma:
Meccanica Il metodo della Fisica: leggi empiriche e modelli. La Fisica e la sua relazione con le altre
discipline. Introduzione alle tecniche di elaborazione. Modelli. Grandezze e definizioni operative.
Dimensioni di una grandezza. Grandezze adimensionali, numeri puri. Costanti. Unità di misura, coerenza.
Grandezze fondamentali e grandezze derivate. Equazioni dimensionali. Analisi dimensionale. Notazione
scientifica. Sistemi di unità di misura. Il Sistema Internazionale. Confronto con gli altri sistemi.
Cambiamento del sistema di unità di misura. Fattori di ragguaglio. Unità di misura fuori sistema. Grandezze
e costanti fisiche di uso frequente espresse in unità di misura fuori dal Sistema.
Misure dirette e indirette. Errori nelle misure. Errori casuali, errori sistematici. Cifre significative ed
arrotondamenti. Propagazione degli errori. Rappresentazione dei dati di un campione di misure. Istogrammi
di distribuzione. Media Campionaria e media di una popolazione. Scarto. Errore di una misura diretta. Errore
massimi ed errore quadratico medio. Varianza. Adattamento di una relazione funzionale ai dati sperimentali.
Metodo grafico. Segnali: loro rilevazione e trattamento. Segnali analogici e digitali. Parametrizzazione. La
trasformata di Fourier. Banda passante. Rapporto segnale-rumore. Campionamento. Strumenti di misura e
loro caratteristiche. Adattamento di una relazione funzionale ai dati sperimentali. Metodo dei minimi
quadrati. Retta dei minimi quadrati. Errori dei parametri della retta dei minimi quadrati. Errore standard della
stima. Retta dei minimi quadrati passante per l’origine. Retta dei minimi quadrati pesati. Parabola dei minimi
quadrati. Adattamento di una curva qualsiasi ai dati sperimentali. Ricerca della forma di una dipendenza
funzionale. Uso del test del 2. Coefficiente di correlazione lineare.
Cinematica traslazionale e rotazionale – Forza, massa e sistemi di riferimento: le leggi della dinamica –
Lavoro ed energia – Sistemi conservativi: energia potenziale e conservazione dell’energia – Sistemi di punti
materiali: centro di massa, quantità di moto, urti – Moto oscillatorio e ondulatorio - Meccanica dei fluidi –
Fluidodinamica.
Termodinamica Temperatura e variabili macroscopiche - Teoria cinetica dei gas – Calore, lavoro ed energia
interna: primo principio della termodinamica –Trasformazioni termodinamiche del gas perfetto - Secondo
principio della termodinamica: macchine termiche, entropia e trasformazioni irreversibili
Elettromagnetismo ed Ottica Carica elettrica e legge di Coulomb – Campo elettrico e teorema di Gauss –
Potenziale elettrico ed energia elettrostatica – Corrente elettrica: legge di Ohm e circuiti in corrente continua
– Campo magnetico e teorema di Ampère – Induzione elettromagnetica e legge di Faraday – Equazioni di
Maxwell ed onde elettromagnetiche - Natura e proprietà della luce - Ottica geometrica: riflessione,
rifrazione, dispersione – Ottica ondulatoria: interferenza, diffrazione, polarizzazione - Risoluzione di
strumenti ottici
Risultati di apprendimento previsti
Gli obiettivi formativi del Corso sono: i) illustrare le parti di meccanica e di elettromagnetismo della fisica
classica; ii) descrivere le leggi fisiche fondamentali del moto (traslazionale, rotazionale e oscillatorio) e dei
fenomeni elettromagnetici.
Introdurre i principi fondamentali della Fisica Classica ed applicarli alla risoluzione di semplici problemi. Al
termine del corso lo studente dovrà conoscere gli aspetti essenziali, sia matematici che sperimentali, del
metodo proprio della fisica e i contenuti fondamentali della fisica classica. Dovrà inoltre conoscere alcuni
concetti essenziali della fisica quantistica. Dovrà infine essere in grado di risolvere semplici problemi.
Testi di riferimento:
-Serway-Beichner, Titolo Fisica per Scienze ed Ingegneria, Vol. 1 e 2, Editore EdiSES, Anno 2002-2003.
-D. Halliday, R. Resnik, K.S. Krane, Fisica 1, 4a Edizione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano,1998
-P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica, Vol I, II
- Metodologie Sperimentali in Fisica, Gaetano Cannelli, Edises s.r.l. Napoli (2000).
- Introduzione all’Analisi degli Errori - lo Studio delle Incertezze nelle Misure Fisiche- (seconda
edizione) John R. Taylor, Zanichelli, Bologna (2000) – Il Docente riceve alla fine delle lezioni.
