Fisica Sperimentale

Periodo: secondo semestre

Contenuti:

Fisica Sperimentale - Prima parte (prime 48 ore)
La misura, gli errori, il sistema di unità internazionale (SI). Brevi richiami sul calcolo trigonometrico. Elementi di calcolo vettoriale.
Cinematica del punto: posizione, velocità, accelerazione, legge oraria, rappresentazione grafica dei moti. Moto uniforme e moto uniformemente accelerato. Moti unidimensionali e a più dimensioni. Caduta dei gravi, moto parabolico, moto circolare, moto armonico.
Dinamica del punto materiale. Il primo e il secondo principio della dinamica. Principio di azione e reazione. Quantità di moto e impulso. Conservazione della quantità di moto. Momento angolare e sua conservazione. Fenomenologia ed esempi su forza peso, forza di attrito, forza elastica, forza centripeta, forze di resistenza viscosa, forza di gravita`. Deformazione elastica e plastica della materia.
Energia cinetica e lavoro. Forze conservative ed energia potenziale. Effetti dissipativi.
Cenni sui moti relativi.
Dinamica dei sistemi materiali e dei corpi rigidi (in particolare rotazioni e conservazione quantità` di moto e momento angolare totale).
Meccanica dei fluidi: fluidi perfetti e viscosità`. Equazione di continuità`, linee di flusso, legge di Bernoulli e Legge di Poiseuille. Numero di Reynolds. Regime laminare e regime vorticoso.
Termodinamica: sistemi e variabili termodinamiche. Concetto di temperatura. Modello cinetico di un gas ideale. Equazione di stato dei gas ideali. Trasformazioni termodinamiche. Calore, lavoro ed equivalenza calore-lavoro. Primo e secondo principio della termodinamica e loro interpretazione microscopica. L’energia interna di un gas ideale e di corpi solidi.
Proprietà termodinamiche della materia. Dilatazione termica. Fenomeni di trasmissione del calore. Applicazioni rilevanti.

Fisica Sperimentale - Seconda parte (seconde 48 ore)
La carica elettrica; isolanti e conduttori. Legge di Coulomb. Il campo elettrostatico; linee di forza del campo elettrico. Campi elettrici generati da distribuzioni discrete e continue di carica. La legge di Gauss.
Energia potenziale e potenziale elettrico. Potenziale generato da distribuzioni discrete e continue di carica. Superficie equipotenziali. Campo elettrico e potenziale di conduttori carichi in equilibrio.
Capacità elettrica. Condensatori. Capacità di un condensatore piano. Costanti dielettriche relative e polarizzazione dei dielettrici. Densità di energia di un campo elettrico.
Correnti elettriche e circuiti: intensità di corrente e resistenza elettrica dei conduttori. La legge di Ohm. Forza elettromotrice. Leggi delle maglie e dei nodi per i circuiti elettrici. Energia dissipata in un resistore. Circuito RC; carica e scarica di un condensatore.
Il campo magnetico. Forza di Lorentz. Interazione tra campo magnetico e cariche in moto. Spettrometro di massa. Momento meccanico di una spira in campo magnetico. Campo magnetico generato da correnti, legge di Laplace. Forze tra correnti elettriche stazionarie. Legge di Ampère. Campo magnetico di un solenoide. Proprietà magnetiche della materia.
Le leggi dell'induzione elettromagnetica: legge di Faraday, legge di Lenz. Autoinduzione. Circuiti RL. Densità di energia di un campo magnetico. Equazioni di Maxwell in forma integrale. Cenni sulle onde elettromagnetiche.
Le onde elettromagnetiche e la loro propagazione. Il principio di Huygens. Interferenza di onde emesse da 2 sorgenti e da N sorgenti. Diffrazione da una fenditura. Reticolo di diffrazione. Polarizzazione. Riflessione. Rifrazione. Dispersione cromatica della luce. Ottica geometrica: formazione delle immagini da lenti e specchi. Strumenti ottici.
Il nucleo atomico. Nuclei radioattivi. Legge del decadimento nucleare. Radiodatazione.

Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: I metodi di insegnamento e di apprendimento prevedono lezioni frontali di teoria con applicazioni ed esercizi numerici; discussione critica degli esercizi proposti; lettura di materiale specifico messo a disposizione dai docenti.