Corso di Fisica per il corso di laurea in
Scienze Biologiche - CTF (6 CFU)
Docente: Riccardo Corpino
Ricevimento:
email: [email protected]
Stanza MB6
Dipartimento di Fisica (0706754822)
Cittadella Universitaria di Monserrato
Qualunque testo di Fisica generale di livello universitario
people.unica.it/riccardocorpino
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…
Cosa
accomuna
queste foto?
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 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.
Programma
Questioni metodologiche
Meccanica
Termologia, Termodinamica
Elettrostatica e elettrodinamica
Come prepararsi per
l’ESAME
Ottica geometrica
Formulazione matematica delle leggi fisiche
F ma
C Q
c
m mT
F 0 I1I 2
l
2a
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
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
1m
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
Pt - Ir
Terra
6x1024 kg
Uomo
7.5x101 kg
Atomo di H
1.67x10-27 kg
Analisi dimensionale e omogeneità delle equazioni
v = spazio / tempo
[v] = [LT-1]
Verifica dimensionale
di un’equazione
U = mgh
S.I: m/s
C.G.S.: cm/s
[U] = [ML2T-2]
[mgh] = [MLT-2L]=[ML2T-2]
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
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)
Sistema di riferimento: cartesiano (x, y, z)
ad ogni punto P nello spazio si può associare una terna di numeri
zp
P
yp
xp
O
un vettore si rappresenta mediante un segmento orientato
Algebra vettoriale
B
v
A
modulo, direzione e verso
A punto di applicazione
Somma e differenza di vettori: a + b = c
a
metodo grafico: regola del parallelogramma
c
a
b
c
b
Proprietà della somma:
a + b = b + a (commutativa)
(a + b) + c = a + (b + c) (associativa)
risultante
Il vettore opposto: b + (-b) = 0
a
-b
c
b
-b
a=c-b
Scomposizione di un vettore
y
scomposizione
Nel piano
vy
O
vx = vxi
x
vx
vx = v cos
vy = v sin
v = (vx2+vy2)
vy = vyj
v = vx+vy = vxi + vyj
a = b ax=bx; ay=by; az=bz
Nello spazio
a = -b ax=-bx; ay=-by; az=-bz
i, j e k versori (vettori unitari)
c = a + b cx=ax+bx; cy=ay+by; cz=az+bz
Prodotto di un vettore per uno scalare: b = k a
a
b
k=4
b
Prodotto tra 2 vettori
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)
a
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
b
c
a
