Fisica e laboratorio di fisica

Introduzione: Grandezze fisiche. Sistemi di unità di misura. Grandezze scalari e vettoriali. Calcolo vettoriale. Cinematica: Vettori posizione, spostamento, velocità e accelerazione. Moti rettilinei e curvilinei. Dinamica del punto materiale: Principi della dinamica. Quantità di moto. Forza. Lavoro. Teorema dell'energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Energia meccanica totale. Conservazione dell'energia. Campo gravitazionale: legge di gravitazione universale . Campo Coulombiano: Potenziale. Campo elettrico generato da una carica puntiforme e da altre configurazioni di cariche (filo e lamina carica infinitamente estesa). Urti elastici ed anelastici. Fluidi: Pressione. Fluidi ideali. Leggi dell'idrostatica, principio di Archimede. Fluidodinamica, teorema di Bernoulli. Fluidi reali (cenni alla viscosita'). Termodinamica: Principio zero della termodinamica, termometri e scale di temperatura. Legge dei gas perfetti . Teoria cinetica dei gas perfetti. Energia interna di un gas perfetto. Teorema di equipartizione dell'energia (cenni). Calore. Capacità termica e calore specifico. Passaggi di stato e calore latente. Calore e lavoro. Lavoro compiuto da un gas perfetto nelle trasformazioni termodinamiche . Primo principio della termodinamica. Applicazione del primo principio alle trasformazioni termodinamiche di un gas perfetto: adiabatica, isocora, isoterma, isobarica, ciclica, espansione libera. Calore specifico molare a pressione e volume costante. Macchine termiche, ciclo di Carnot e rendimento di una macchina termica . Secondo principio della termodinamica. Entropia. Variazioni di entropia per alcune trasformazioni termodinamiche di un gas perfetto.

Il corso consiste in una parte che si svolge nel secondo semestre in parte in aula e in parte in laboratorio. In aula si svolge una breve introduzione alla statistica applicata e lezioni di complementi di fisica. Gli argomenti di fisica svolti in aula sono i seguenti : corrente e circuiti a corrente continua, circuiti RC; onde meccaniche e cenni alle onde elettromagnetiche; ottica geometrica ed elementi di ottica ondulatoria, elementi di radioattività. Il risultato finale dell'attività in laboratorio è la misura della costante di Faraday con due metodologie differenti, di cui viene valutata la precisione, l'accuratezza e la compatibilità. Didatticamente e' rilevante che tramite la pratica di semplici misure di concentrazione, valutate sia come peso/volume, sia con l'uso dello spettrofotometro, si evidenziano i metodi per la stima e il trattamento degli errori sperimentali.

Introduzione: Grandezze fisiche. Sistemi di unità di misura. Grandezze scalari e vettoriali. Calcolo vettoriale. Cinematica: Vettori posizione, spostamento, velocità e accelerazione. Moti rettilinei e curvilinei. Dinamica del punto materiale: Principi della dinamica. Quantità di moto. Forza. Lavoro. Teorema dell'energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Energia meccanica totale. Conservazione dell'energia. Campo gravitazionale: legge di gravitazione universale . Campo Coulombiano: Potenziale. Campo elettrico generato da una carica puntiforme e da altre configurazioni di cariche (filo e lamina carica infinitamente estesa). Urti elastici ed anelastici. Fluidi: Pressione. Fluidi ideali. Leggi dell'idrostatica, principio di Archimede. Fluidodinamica, teorema di Bernoulli. Fluidi reali (cenni alla viscosita'). Termodinamica: Principio zero della termodinamica, termometri e scale di temperatura. Legge dei gas perfetti . Teoria cinetica dei gas perfetti. Energia interna di un gas perfetto. Teorema di equipartizione dell'energia (cenni). Calore. Capacità termica e calore specifico. Passaggi di stato e calore latente. Calore e lavoro. Lavoro compiuto da un gas perfetto nelle trasformazioni termodinamiche . Primo principio della termodinamica. Applicazione del primo principio alle trasformazioni termodinamiche di un gas perfetto: adiabatica, isocora, isoterma, isobarica, ciclica, espansione libera. Calore specifico molare a pressione e volume costante. Macchine termiche, ciclo di Carnot e rendimento di una macchina termica . Secondo principio della termodinamica. Entropia. Variazioni di entropia per alcune trasformazioni termodinamiche di un gas perfetto.

Il corso consiste in una parte che si svolge nel secondo semestre in parte in aula e in parte in laboratorio. In aula si svolge una breve introduzione alla statistica applicata e lezioni di complementi di fisica. Gli argomenti di fisica svolti in aula sono i seguenti : corrente e circuiti a corrente continua, circuiti RC; onde meccaniche e cenni alle onde elettromagnetiche; ottica geometrica ed elementi di ottica ondulatoria, elementi di radioattività. Il risultato finale dell'attività in laboratorio è la misura della costante di Faraday con due metodologie differenti, di cui viene valutata la precisione, l'accuratezza e la compatibilità. Didatticamente e' rilevante che tramite la pratica di semplici misure di concentrazione, valutate sia come peso/volume, sia con l'uso dello spettrofotometro, si evidenziano i metodi per la stima e il trattamento degli errori sperimentali.