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Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine
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Fisica I
Corso di Laurea in AgrariaFacoltà di Scienze
Università di Udine
Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine
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Generalità
Informazioni
Marina Cobal - Dipt.di Fisica - Universita' di Udine
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Insegnante Marina Cobal Dipt.di Fisica, tel.: 0432 55 82 35 Segr.: 0432 55 82 10 FAX: 0432 55 82 22 E-mail:
[email protected] Ricevimento: mercoledi’ 9-10:45
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Testi usati Paul A.Tipler - CORSO DI FISICA
(1,2,3) – Ed. Zanichelli D. Cauz, M.Cobal, C. Del Papa –
Esercizi di Fisica – Ed. Forum
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Scopo e struttura del corso
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Scopo del corso Darvi i primi concetti della fisica
classica Definita come lo studio dei fenomeni
A bassa velocità Che coinvolgono corpi né troppo grandi né
troppo piccoli
Allenarvi all’uso di questi concetti Insegnarvi a capire mentre si studia
Di solito si studia “a memoria”!
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Scopo del corso Farvi fare pratica nella risoluzione
di problemi concreti Ogni problema va risolto fino al
risultato numerico! Attenzione:
Cercate di studiare volta per volta
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Lezioni ed esami
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Le lezioni Le trovate sulla mia pagina Web:
http://www.fisica.uniud.it/%7Ecobal/
Saranno per la massima parte dedicate alla soluzione di problemi
Consiglio: fate molti esercizi!!
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Gli esami
Esame Alla fine del corso prova scritta sugli
argomenti trattati durante il corso Non consentito l’uso del testo Con voto ≥ 15 si puo’ fare l’orale Non rimandate gli esami soprattutto
quelli del primo anno!
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Programma e prerequisiti
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Programma del corso
Ripasso dei concetti principali di calcolo numerico, cinematica/dinamica
Gas Termologia Termodinamica
Fluidi Inquadramento dei concetti fondamentali
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Prerequisiti al corso È indispensabile che abbiate
nozioni teoriche ma soprattutto pratiche in Algebra Geometria analitica (rette e parabole) Trigonometria Logaritmi
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Per mettersi in pari... È indispensabile fare una “corsa”
per farsi queste competenze il più presto possibile Possono essere utili testi di
matematica dei licei scientifici Le nozioni utili e pratiche vi verranno
spiegate in corso d’opera
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Consigli vari
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Metodo di studio consigliato Chiedete spiegazioni sulle cose
non capite Pochissimi lo fanno
Interagite con il docente a lezione Pochissimi lo fanno
E...
COMINCIATE SUBITO
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Definiamo il campo di lavoro... ...Dicendo “cos’è” la
Fisica Vuol dire “scienza della Natura” (in
greco antico) Aristotele: le cose della
Natura ...Ed ora vuol dire soprattutto
“metodo sperimentale”
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Il metodo sperimentale Inizia con Galilei 1592 convenzionalmente
Quando ottiene la cattedra a Padova
Sinteticamente ci dice che in Natura Non possiamo aspettarci di trovare la Verità Dobbiamo verificare tutto con delle misure Queste vanno confrontate con le predizioni teoriche La “filosofia naturale” deve trovare riscontro nei fatti
!
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Il metodo sperimentale un meccanismo conoscitivo molto sofisticato
Su fenomeni sconosciuti si comincia col raccogliere dei dati, anche a caso
Si cercano regolarità sugli elenchi (idea già di Francis Bacon)
Si tenta di impostare delle leggi empiriche
È il primo modo di condensare l’informazione Attenzione: la scienza antica (prima di Galilei)
non conosceva nemmeno questo passo! Assiri, Egizi, Indiani, Cinesi...
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Il metodo sperimentale Ad un certo punto qualcuno formula
un’ipotesi su come è fatto il mondo (è una prima teoria)
Fa delle predizioni numeriche Queste vengono confrontate con le
raccolte dei dati Misure o esperimenti
È una differenza solo di comodo e terminologica
Inizia a funzionare il motore conoscitivo
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Il metodo sperimentale come funziona?
La teoria AA SPIEGA dei fenomeni A L’esperimento misura A
Se le misure concordano con la teoria questa è -per il momento- confermata
Altrimenti viene abbandonata e se ne fa un’altra
La teoria AA PREDICE dei fenomeni B L’esperimento misura B
Se le misure concordano con la teoria questa è confermata
Altrimenti viene abbandonata e se ne fa un’altra
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Il metodo sperimentale Si distingue in ogni teoria il teorema
dal principio TEOREMA: conseguenza logica di
qualcosa di precedente Si dimostra e si verifica sperimentalmente
PRINCIPIO: legge di Natura Si verifica sperimentalmente e non si
dimostra Si verificano anche le conseguenze
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Il metodo sperimentale ATTENZIONE: la priorità è sempre
data all’aspetto QUANTITATIVO ed al controllo SPERIMENTALE
Prevalenza delle idee preconcette Idealismo Dogmatismo
Predominanza del dire e del discutere che non del fare
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Il metodo sperimentale Ogni teoria ha sempre valore
provvisorio Ogni teoria è valutata
esclusivamente per la sua capacità predittiva
Ogni teoria ha validità solo quantitativa, mai assoluta
Non esiste il bianco ed il nero, ma un’infinita serie di grigi
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Il metodo sperimentale Attenzione a non falsare i fatti per
far tornare delle teorie! Pratica in uso nel 1600 Poi decaduta nelle scienze fisiche Ma ancora in uso in
Economia, sociologia, psicologia,
psicanalisi, politica…
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Il metodo sperimentale
Conclusioni importanti Attenzione: le teorie sono affascinanti,
ma ciò che conta è sempre la misura Le teorie debbono essere dotate di
capacità predittiva (quantitativa!) Non esiste vero e falso, ma solo più o
meno approssimato Vince non la teoria “più vera”, ma
quella “che predice meglio”
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Il metodo sperimentale
E la misura?
La misura è sempre il risultato dell’interazione fra due sistemi fisici di cui Uno conosciuto male (il sistema in studio) Uno conosciuto meno peggio (l’apparecchio)
Però mai perfettamente Spesso compito di specialisti!
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Il metodo sperimentale Se ripetiamo una misura non
otterremo mai lo stesso risultato! Avremo sempre errori casuali
inevitabili Avremo sempre errori sistematici
evitabili, ma solo in linea di principio
Ed allora?
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Il metodo sperimentale
IL CONFRONTO VIENE FATTO SU BASI STATISTICHE
SEMPRESEMPRE
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Il metodo sperimentale
La statistica è la spina dorsale di tutte le scienze sperimentali
Novità rispetto a Galilei!
La Fisica non è “disciplina concettuale” ma ricerca nella Natura: analogie
Procedere in una foresta Costruire un edificio
Una cosa è certa:
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Il metodo sperimentale
È Fisica, o più in generale scienza,
ogni disciplina che si richiami al metodo sperimentale
Il resto no (anche se qualcuno protesta)
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Il metodo sperimentale Attenzione: non sempre una misura
(=esperimento) può venir ripetuta o eseguita in condizioni controllabili
Scienze galileiane se ciò è possibile Scienze non galileiane le altre: es. astrofisica,
geofisica…
Sono differenze “di comodo”, non certo gerarchiche
Molte scienze all’inizio “non galileiane” lo sono poi divenute: è il caso proprio della fisica delle particelle!
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Il metodo sperimentale Altre differenze
Ricerca “pura” (o fondamentale) Ricerca “applicata” Ricerca “tecnologica”
Attenzione: anche teorie decadute possono continuare ad essere usate se dotate di alta capacità predittiva
È il caso della macchina fotografica e dell’ottica geometrica!
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Il metodo sperimentale Oggi è il metodo conoscitivo per
eccellenza Anche se parecchio contrastato
Ha consentito di sapere e realizzare tutto ciò che vi vedete attorno
Ha dei limiti che lui stesso ha scoperto Ha prodotto risultati spettacolari
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Energia