160992 - FISICA SPERIMENTALE E GEOSTATISTICA

insegnamento

ID:

160992

Tipo Insegnamento:

Obbligatorio

Durata (ore):

96

CFU:

Url:

Dettaglio Insegnamento:

SCIENZE GEOLOGICHE/PERCORSO COMUNE Anno: 1

Anno:

2024

Periodo di attività

Secondo Semestre (24/02/2025 - 06/06/2025)

Obiettivi Formativi

Il corso ha lo scopo di introdurre lo studente allo studio della Fisica Generale e di fornire le prime conoscenze sull'argomento. Particolare attenzione viene riservata all'insegnamento dei metodi più appropriati per risolvere problemi scientifici e alla corretta esposizione di tali procedure (definizione delle variabili e del sistema di riferimento, corretta gestione delle unità di misura). Alla fine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze relative ai principi fondamentali della meccanica, della termodinamica e dell’elettromagnetismo. Inoltre avrà sviluppato le abilità necessarie per affrontare e risolvere problemi e semplici applicazioni sugli stessi argomenti.

Un altro obiettivo è quello di introdurre gli studenti all’analisi statistica, per fargli acquisire le conoscenze relative al calcolo delle probabilità ed all’analisi statistica dei dati. Lo studente svilupperà la capacità di risolvere semplici problemi di analisi e stima dei dati.

Prerequisiti

Per poter affrontare lo studio di questa materia è necessario aver sviluppato una adeguata metodologia di studio di argomenti a carattere scientifico, che deve basarsi sulla comprensione del significato delle leggi e delle equazioni e non sulla loro mera memorizzazione. E' indispensabile conoscere le basi dell'analisi matematica.

Metodi didattici

Il corso consiste in lezioni frontali ed esercitazioni. Durante lo svolgimento delle lezioni gli studenti potranno interagire comunicando eventuali difficoltà, legate ad esempio alla comprensione degli argomenti o alla insufficiente preparazione sui prerequisiti del corso. Durante le esercitazioni, svolte anche grazie alla disponibilità del personale ausiliario (supporto alla didattica, tutor), verranno proposti problemi ed applicazioni dei concetti teorici introdotti a lezione. Sarà incoraggiata la partecipazione attiva degli studenti alla soluzione dei problemi e ci sarà la possibilità di proporre problemi di loro interesse.

Verifica Apprendimento

L’esame del I modulo consiste in una prova scritta su tutti gli argomenti del programma e comprende sia esercizi che domande di teoria.

L’esame del secondo modulo consiste in una prova scritta che comprende esercizi, domande a risposta multipla e domande di teoria. Durante la prova è possibile utilizzare il formulario messo a disposizione dal docente.

Il voto finale è dato dalla media pesata con i CFU della votazione ottenuta nel primo modulo e nel secondo modulo

Testi

I seguenti testi sono utilizzati per il primo modulo dell'insegnamento:

- Serway, Jewett; Principi di Fisica; EdiSES, 2015
- Halliday, Resnick; Fondamenti di Fisica (meccanica, onde, termodinamica); VII edizione; CEA.

Dispense e diapositive delle proiezioni vengono messe a disposizione sulla classroom del corso.

Altri libri consigliati (esercizi):
- Villa, Uguzzoni; Esercizi di Fisica - Meccanica; CEA, 2016.
- Del Papa, Giordani, Giugliarelli; Problemi di Fisica con Soluzione - meccanica, termodinamica, gravitazione; CEA, 2014.

Questo libro viene usato per il secondo modulo dell’insegnamento:
M. Loreti, Teoria degli Errori e Fondamenti di Statistica (testo disponibile on-line).

Contenuti

Primo modulo: Fisica Sperimentale (9 CFU - 72 ore)

Introduzione (2 ore di lezione):
Grandezze scalari e vettoriali. Sistemi di unita' di misura. Analisi dimensionale.

Meccanica del punto materiale (13 ore di lezione):
Meccanica del punto. Cinematica: spostamento, velocità, accelerazione; moti rettilineo e curvilineo; analisi di moti caratteristici. Moti relativi. Dinamica: massa e forza, i sistemi di riferimento inerziali, le leggi della dinamica. Lavoro, potenza, energia cinetica, forze conservative. Energia potenziale. Energia meccanica.

Meccanica dei sistemi (12 ore di lezione):
Sistemi di punti materiali. Centro di massa, impulso, quantità di moto, urti, momento angolare. Corpo rigido. Equazioni del moto e leggi di conservazione.

Gravitazione (1 ora di lezione).

Fluidi (9 ore di lezione):
Meccanica dei fluidi: pressione in un fluido; equazioni di continuità e di Bernoulli; applicazioni.

Termodinamica (11 ore di lezione):
Temperatura; scale termometriche. Gas perfetti e reali. Calore. Capacità termica e calore specifico. Primo principio della termodinamica. Trasformazioni. Secondo principio della termodinamica. Ciclo di Carnot. Entropia

Elettromagnetismo (24 ore di lezione)
Forze e campi elettrici. Potenziale elettrico e capacità. Corrente e circuiti a corrente continua. Forze e campi magnetici.

Secondo modulo: geostatistica (3 CFU - 24 ore)
Misura delle grandezze fisiche; cifre significative. Errori sistematici e casuali, precisione ed accuratezza.
Statistica descrittiva univariata: variabili e inferenza statistica; distribuzione di frequenza e rappresentazioni grafiche; misure di tendenza centrale e di dispersione; probabilità e distribuzioni di probabilità.
Statistica multivariata: covarianza e correlazione; regressione lineare.
Incertezze nel caso di misure dirette ed indirette.