Fisica e Lab. di Misure Fisiche

a.a. 2007 - 2008
Docenti: Ranieri Rolandi (corso A) / Roberto Eggenhoffner (corso B)

Laboratorio di Misure Fisiche (3 CR ~ 48 ore)

PER SCIENZE BIOLOGICHE

Obiettivi
Lo studente dovrà acquisire le nozioni elementari di statistica e di teoria degli errori che permettono di confrontare i risultati di esperimenti diversi e quelli di un esperimento con le previsioni teoriche. Attraverso la pratica di laboratorio dovrà imparare a riconoscere le grandezze fisiche, confrontare gli ordini di grandezza e sviluppare capacità induttive. Inoltre dovrà imparare a collegare le nozioni apprese con i principi imparati nei corsi di Matematica e Fisica ed ad usare le abilità apprese negli esperimenti proposti negli altri corsi di laboratorio

Gli studenti, suddivisi in gruppi, eseguono semplici esperimenti, raccogliendo i dati sperimentali. Successivamente ne eseguono l'elaborazione e scrivono la relazione che deve essere presentata all'esame. Il corso prevede quattro esercitazioni sui seguenti argomenti:

1 - Misure di lunghezze e tempi - semplice calcolo di propagazione degli errori

Grandezze fisiche. Misure dirette e indirette. Sensibilita' e precisione di uno strumento. Unita' fondamentali e derivate. Sistemi di unita' di misura. Equazioni dimensionali.

Errori di misura. Errori assoluti ed errori relativi.

Propagazione degli errori: somme e differenze, prodotti e quozienti.

Media, deviazione standard, errore della media. Istogrammi.

Moto di un corpo: legge oraria, traiettoria.

Velocita' media. Accelerazione media

Moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato

2 - Misure elettriche - Retta di carico di un generatore - Semplici circuiti con R in serie e in parallelo - Misure di resistenze: costruzione di un istogramma.

Leggi di Ohm. Potenza dissipata (effetto Joule in una resistenza).
Generatori elettrici (f.e.m., resistenza interna).
Prima legge di Kirchhoff. Resistenze in serie e in parallelo.
Voltmetro. Amperometro.

3 - Nozioni di termometria e misura del calore specifico di una sostanza

Il concetto di temperatura.

Dilatazione ed espansione termica.

Termoscopi e termometri. Scale termometriche. Termocoppia.

Quantita' di calore. La caloria. Equivalenza calore-energia.

Capacita' termica e calori specifici. Calorimetri.

Passaggi di stato. Calore latente.

4 - Uso del calcolatore per l'analisi dei dati sperimentali e la loro rappresentazione grafica.

Rappresentazione grafica dei dati sperimentali ottenuti nelle esperienze di laboratorio 1, 2, 3.
Retta di regressione e calcolo dei coefficienti di regressione. Valutazione degli errori sui coefficienti di regressione.
Esempio di regressione non lineare: traiettoria di un proiettile.
Costruzione di un istogramma e adattamento della curva di Gauss all'istogramma costruito.

TESTI CONSIGLIATI

J. R.TAYLOR, Introduzione all'analisi degli errori - Lo studio delle incertezze nelle misure fisiche, Zanichelli