Scienze Chimiche

Il corso è composto da due moduli: Meccanica (60 ore) e Statistica (30 ore). Meccanica Introduzione al metodo scientifico: - Grandezze fisiche e loro definizione operativa - Concetto di unità di misura ed equazioni dimensionali - Sistemi di unità di misura e grandezze fondamentali - Il Sistema Internazionale (SI) Cinematica del punto materiale: - Leggi orarie del moto, velocità, accelerazione - Moti rettilinei (uniforme, uniformemente accelerato), moto armonico, moto circolare, moto parabolico. Dinamica del punto materiale: - Principio d'inerzia ed introduzione al concetto di forza - Seconda legge di Newton e principio di azione e reazione - Quantità di moto ed impulso di una forza - Risultante delle forze, equilibrio statico ed equilibrio dinamico - Reazioni vincolari e tensione dei fili - Forza di attrito radente (statico, dinamico) e viscoso - Forza elastica - Lavoro di una forza, potenza ed energia cinetica - Forze conservative ed energia potenziale - Energia meccanica e sua conservazione - Momento angolare e momento della forza Moti relativi: - Sistemi di riferimento e moto relativo generico - Sistemi di riferimento inerziali Dinamica dei sistemi di punti materiali: - Centro di massa di un sistema e moto del centro di massa - Quantità di moto e sua conservazione - Teorema del momento angolare - Sistema di riferimento del centro di massa - Teoremi di König - Urti (elastici, anelastici) Dinamica del corpo rigido: - Definizione e proprietà del corpo rigido - Moti del corpo rigido, rotazioni attorno ad un asse - Momento d'inerzia e teorema di Huygens-Steiner Statistica Introduzione all'analisi delle incertezze: - Definizione ed importanza delle incertezze - Rappresentazione e cifre significative - Confronto fra misure e discrepanze - Verifica di relazioni fra grandezze mediante grafici Propagazione delle incertezze: - Somme e differenze - Prodotti e quozienti Incertezze casuali: - Errori casuali e sistematici - Media e deviazione standard Distribuzioni statistiche: - Distribuzione normale - Distribuzione di Poisson - Distribuzione binomiale Analisi dei dati: - Metodo dei minimi quadrati - Covarianza e correlazione - Test del chi-quadrato

Conoscenza dell'algebra di base e della trigonometria, conoscenza del calcolo differenziale ed integrale in una variabile, rappresentazione grafica di funzioni.

Meccanica: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica (Meccanica e Termodinamica), EdiSES, III edizione. Statistica: John R. Taylor, Introduzione all'Analisi degli Errori (lo studio delle incertezze nelle misure fisiche), Zanichelli, II edizione.

La valutazione finale si basa su una prova scritta ed una prova orale. L'esame scritto consisterà di uno o più esercizi sui temi trattati a lezione e durante le esercitazioni. Durante il corso delle lezioni si terranno due prove in itinere, grazie alle quali si può sostituire la prova scritta finale. Le prove in itinere saranno riservate alle sole persone che seguano attivamente il corso, indipendentemente dall'anno di corso.

Meccanica: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Elementi di Fisica (Meccanica e Termodinamica), EdiSES, III edizione. C. Mencuccini, V. Silvestrini, Fisica 1. Meccanica e termodinamica, Liguori Editore. M. Zani, L. Duò, P. Taroni, Esercizi di Fisica (Meccanica e Termodinamica), EdiSES. Statistica: John R. Taylor, Introduzione all'Analisi degli Errori (lo studio delle incertezze nelle misure fisiche), Zanichelli, II edizione. G. Filatrella, P. Romano, Elaborazione statistica dei dati sperimentali, EdiSES, II edizione.

Il corso prevede solamente lezioni in presenza, con un terzo circa delle ore di lezione frontale dedicato alla risoluzione di problemi in preparazione all'esame finale scritto.

Meccanica: Il metodo scientifico sperimentale. Grandezze fisiche e unità di misura. Posizione, velocità e accelerazione. Sistemi di riferimento in moto relativo. Sistemi di riferimento inerziali. Principio d'inerzia. Forza, massa. Secondo principio della dinamica. Terzo principio della dinamica. Riferimenti non inerziali e forze apparenti. Attrito statico. Attrito dinamico. Forze elastiche. Impulso e quantità di moto. Momento di una forza e momento angolare. Pendolo. Lavoro di una forza. Teorema dell'energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica. Equilibrio di un punto materiale. Oscillatore armonico. Quantità di moto e momento angolare totali per un sistema di punti materiali. Centro di massa. Riferimento del centro di massa. Equazioni cardinali. Problema dei due corpi. Teoremi di Koenig. Urti elastici e anelastici. Sistemi rigidi. Momento d'inerzia. Onde elastiche longitudinali e trasversali. Equazione delle onde. Onde sinusoidali. Interferenza. Onde stazionarie. Laboratorio di Fisica I: Il metodo sperimentale; Nozioni generali sull’incertezza nella misura; Determinazione e rappresentazione dell’errore; Propagazione delle incertezze; Analisi statistica delle incertezze casuali; Distribuzioni statistiche; La distribuzione normale; Metodo dei minimi quadrati; Il test del chi-quadro per una distribuzione;

- Conoscenza base di calcolo delle probabilità - fondamenti del calcolo differenziale e integrale. - trigonometria

Meccanica: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci (MNV) Elementi di Fisica, Meccanica e Termodinamica Edises, III edizione, ISBN 978-88-36-23036-5 Analisi dati e statistica: J. R. Taylor (JRT) Introduzione all'analisi degli errori, Lo studio delle incertezze nelle misure fisiche Zanichelli, III edizione, ISBN 978-88-08-39966-3 Una buona raccolta di esercizi, preparati e organizzati per i corsi di Fisica per chimica, è nel libro del prof. E. Placidi (EP): Esercizi di Meccanica e Analisi degli errori Edises, ISBN 978-88-36-23168-3 Può essere interessante anche il libro con gli esercizi del libro di testo MNV, svolti e commentati in dettaglio: E. Milani, M. Marinelli, G. Verona Rinati, C. Verona Meccanica e termodinamica Guida alla Soluzione degli Esercizi da Mazzoldi, Nigro, Voci - Fisica Mazzoldi, Nigro, Voci - Elementi di Fisica, Edises, ISBN 978-88-36-23167-6.

La frequenza è facoltativa anche se fortemente consigliata.

Vi è una prova scritta e una prova orale. Il superamento della prova scritta (voto >17) è obbligatorio per poter sostenere la prova orale. La valutazione della prova scritta considera le risposte ai quesiti sia in forma di equazioni implicite che in termini di risultati numerici con le unità di misura appropriate. Oltre che la correttezza della procedura individuata per la soluzione del quesito, si valutano anche l'adeguatezza della soluzione proposta in relazione alle competenze che lo studente si presuppone abbia acquisito alla fine del corso e la spiegazione della soluzione in un linguaggio appropriato. La prova scritta può essere sostituita da prove in itinere su una parte ridotta del programma (esoneri). La prova scritta dura, di norma due ore, con due esercizi su argomenti diversi del programma mentre gli esoneri durano una ora e mezza con uno esercizio. Nella valutazione della prova orale vengono considerati: la preparazione generale dello studente, che deve coprire la totalità del programma, la capacità di ragionamento e il rigore espositivo. L’orale dura 45-60 minuti a studente. Nella valutazione complessiva dell’esame e per la determinazione del voto finale la prova scritta e la prova orale hanno ugual peso, 50% ciascuna.

Il corso si articola in lezioni ed esercitazioni in aula. Le lezioni in aula vengono integrate con materiale su eLearning e su Google Classroom Il corso consta di circa 90 ore di lezione(2/3 meccanica, 1/3 di analisi dati e statistica), di cui circa 1/3 di esercizi. Le lezioni frontali danno le basi per comprendere la parte di teoria che poi andrà approfondita sui testi. Le esercitazioni permettono di acquisire i concetti di base e la strategia per la soluzione di problemi di meccanica. Fungono anche da approfondimento della parte teorica del corso. Il fine principale è il superamento della prova scritta dell’esame.

Introduzione al metodo scientifico: grandezze fisiche, analisi dimensionale, unità di misura (sistema internazionale, SI). Cinematica: velocità, accelerazione, moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato, moto di un grave, moto circolare. Dinamica: primo, secondo e terzo principio della dinamica, forza attrito, forza di gravita’, reazioni vincolari, forza elastica e moto armonico. Lavoro ed Energia: lavoro di una forza, teorema dell'energia cinetica, forze conservative, energia potenziale, conservazione dell’energia meccanica. L'oscillatore armonico libero e forzato. La risonanza. Cenni di analisi degli errori. Meccanica classica dei sistemi di punti materiali Dinamica di un sistema di punti materiali: quantità di moto, prima equazione cardinale, conservazione della quantità di moto, teorema del centro di massa, impulso di una forza, urti (elastici, anelastici e completamente anelastici), teorema dell'energia cinetica per un sistema di punti materiali. Dinamica del corpo rigido: momento di una forza, condizioni di equilibrio del corpo rigido, momento angolare, seconda equazione cardinale, conservazione del momento angolare, moti di rotazione del corpo rigido. Laboratorio di Fisica I: Il metodo sperimentale; Nozioni generali sull’incertezza nella misura; Determinazione e rappresentazione dell’errore; Propagazione delle incertezze; Analisi statistica delle incertezze casuali; Distribuzioni statistiche (Poisson, Binomiale); La distribuzione normale; Metodo dei minimi quadrati; Il test del chi-quadro per una distribuzione; Covarianza e Correlazione; Teorema del limite centrale.

Conoscenza dell’algebra; della trigonometria; delle basi del calcolo differenziale ed integrale tra cui: derivate, integrali e sviluppo in serie di funzioni elementari; rappresentazione grafica di funzioni.

Teoria: P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci (MNV) Elementi di Fisica Edises, III edizione, ISBN 978-88-3623-036-5 Esercizi: E. Placidi Esercizi di Meccanica e Analisi degli errori: Ernesto Placidi, ISBN: 978-8836231683 Ed. Edises (2023) Analisi degli errori: John R. Taylor, Introduzione all'analisi degli Errori, seconda edizione (Zanichelli).

Il corso si articola in lezioni ed esercitazioni in aula. Le lezioni in aula vengono integrate con materiale su eLearning e su Google Classroom (codice corso cxcgz2b)

La frequenza è facoltativa anche se fortemente consigliata.

La valutazione degli studenti e' basata su una prova scritta ed un colloquio orale. Sono esonerati dalla prova scritta coloro che superano le due prove scritte in itinere (esoneri) che si svolgono durante il corso. La prova scritta e gli esoneri sono composti da esercizi di fisica basati sul programma del corso. Il peso della prova orale è circa il 60% della valutazione totale, il 40% è invece legato alla prova scritta o agli esoneri. Date degli appelli: 16/06/2023 17/07/2023 12/09/2023 08/11/2023

C. Mencuccini, V. Silvestrini (MS) Meccanica e Termodinamica Casa Editrice Ambrosiana, I edizione, ISBN 978-88-08-18649-2 R. A. Serway, J. W. Jewett Jr., Fisica per Scienze ed Ingegneria - Vol. I - Meccanica e termodinamica, Ed. Edises Universitaria L. Duò, P. Taroni, Fisica Meccanica e Termodinamica, Edises, ISBN 978-88-36-23028-0 Testi per esercizi: Esercizi di meccanica: Loreto, Baldassarri, Servedio, Tria - "Fisica Generale (Meccanica)", Ed. McGraw-Hill Esercizi di meccanica e termodinamica (capitolo 1-8 + appendice A): Alippi, Bettucci, Germano - "Fisica Generale", Società Editrice Esculapio Esercizi di meccanica e termodinamica: Mencuccini, Silvestrini - "Esercizi di Fisica Meccanica e Termodinamica" , Casa Editrice Ambrosiana

Il corso si articola in lezioni ed esercitazioni in aula. Le lezioni in aula vengono integrate con materiale su eLearning e su Google Classroom (codice corso cxcgz2b)