Anno accademico 2010/2011 - lauree triennali

[ELENCO COMPLETO]
  1. Analisi matematica I.
  2. Chimica.
  3. Fisica generale I.
  4. Fondamenti dell´informatica I.
  5. Geometria.
  6. Geometria I.
  7. Inglese.
  8. Inglese scientifico.
  9. Laboratorio di fisica generale I.

11. Laboratorio di fisica generale I

prof. Gianluca Galimberti


OBIETTIVO DEL CORSO

-Sviluppare capacità sperimentali nel lavoro in laboratorio: predisporre il setup di strumenti;
raccogliere le misure; analizzare i dati con lo studio degli errori.
-Implementare e rafforzare le conoscenze teoriche attraverso un confronto con il dato
sperimentale.
-Acquisire competenze informatiche nell'analisi dei dati.
-Abituare gli studenti a restituire i risultati del loro lavoro attraverso relazioni e
presentazioni.
-Aiutare gli studenti ad acquisire la capacità di gestione autonoma di un lavoro di ricerca
sperimentale.

PROGRAMMA DEL CORSO
Prima unità:
- Teoria degli errori.
- Descrizione preliminare dell'analisi degli errori.

- Come rappresentare e utilizzare gli errori.
- Propagazione degli errori.
- Analisi statistica degli errori casuali.
- La distribuzione normale.
- Rigetto dei dati.
- Medie pesate.
- Metodo dei minimi quadrati.
- Covarianza e correlazione.
- Laboratorio:
- Esperienza sulla conservazione della quantità di moto.
- Esperienza sulla forza centripeta.
- Esperienze sul coefficiente di attrito.
- Esperienze sul moto armonico.
- Esperienze di calorimetria.
- Per ognuna delle esperienze è prevista la produzione di una relazione con l'analisi dei
dati.

Seconda unità:
- Interpolazione dati.
- cenni alla distribuzione binomiale.
- cenni alla distribuzione di Poisson.
- Nozioni base di software di analisi dati.

- Laboratorio:
- Esperienze sul momento di inerzia.
- Esperienze sulla conservazione del momento angolare.
- Esperienze sui moti oscillatori accoppiati.
- Esperienze sulla forza centripeta.
- Esperienze sul pendolo di torsione.
- Esperienze di calorimetria.
- Esperienze sulle trasformazioni termodinamiche.
- Esperienze sul motore termico.
- Per ognuna delle esperienze è prevista la produzione di una relazione con l'analisi dei
dati.
-nella seconda parte del secondo periodo alle studentesse e agli studenti vengono proposte
attività di ricerca con realizzazione di esperimenti in laboratorio e approfondimenti
teorici su uno dei seguenti argomenti (cui se ne possono aggiungere altri concordati con
gli studenti stessi):
- Il moto anarmonico.
- I moti oscillatori accoppiati.
- Il giroscopio.
- La bilancia di Cavendish.

- Le onde stazionarie trasversali e longitudinali.
Al termine i ragazzi preparano, con l'uso di strumenti informatici, una presentazione dei
dati raccolti e delle conclusioni raggiunte nel confronto con i modelli teorici considerati.

BIBLIOGRAFIA

J. R. Taylor , Introduzione all'analisi degli errori, Zanichelli, seconda edizione.

DIDATTICA DEL CORSO
Il corso è diviso in due unità.
La prima unità propone inizialmente un pacchetto di circa 25 ore con lezioni frontali sulla teoria
degli errori. Segue una presentazione delle esperienze e del software utilizzato.
In seguito, gli studenti, divisi in gruppi di due o al più tre persone, con l'aiuto di schede di
accompagnamento e seguiti dai docenti, iniziano a realizzare le esperienze proposte e a rielaborare
i dati emersi con attenzione all'analisi degli errori. Al termine di ogni settimana i gruppi ruotano,
affrontando così, nella settimana successiva, un'esperienza differente. Il lavoro dei docenti è di
indirizzo e confronto sui problemi che emergono o sui risultati ottenuti, con molta attenzione allo
sviluppo della capacità di autonomia risolutiva degli studenti.
Nella prima parte della seconda unità gli studenti affrontano subito le esperienze di laboratorio
con le stesse modalità dell'unità precedente. Si inserisce in questa seconda unità un pacchetto di ore
per l'introduzione ad un software di analisi dati. Nelle prime due unità agli studenti è chiesto di
presentare ai docenti, durante il corso, i primi risultati del lavoro in laboratorio sotto forma di bozze
di relazioni scritte, in modo che i docenti possano discutere con gli studenti eventuali modifiche e
correzioni da apportare alla stesura definitiva delle relazioni stesse.
La seconda parte della seconda unità si configura invece in modo nuovo: ad ogni gruppo di
studenti, sempre di due o al più tre persone, vengono proposti differenti percorsi di ricerca, tra cui gli
studenti possono scegliere una attività. Quindi, sempre sotto la supervisione dei docenti, gli studenti
devono impostare l'esperimento, con attenzione anche ai tempi di svolgimento, raccogliere e studiare
materiale di approfondimento teorico, analizzare i dati con l'uso di un software adeguato. Il lavoro
punta a realizzare una capacità autonoma nei ragazzi e l'interazione con i docenti, che seguono i
gruppi uno ad uno, avviene attraverso momenti di confronto, di discussione, di valutazione critica
del lavoro fino a quel momento svolto.

METODO DI VALUTAZIONE
La valutazione si basa sui seguenti elementi: una prova orale sulla parte di teoria degli errori; la
presentazione e la discussione delle relazioni di laboratorio; la presentazione attraverso strumenti
multimediali (power point) dell'attività di ricerca svolta; l'impegno mostrato e la qualità del lavoro
svolto durante le ore di laboratorio.

AVVERTENZE
Pur non essendoci l'obbligo di frequenza, tuttavia non è possibile sostenere l'esame senza aver
svolto le attività di laboratorio. Per venire incontro alle esigenze di eventuali studenti lavoratori, si
offre loro l'opportunità di svolgere le esperienze anche in momenti al di fuori delle ore di lezione

stabilite e si propone loro un aiuto per il recupero e l'approfondimento. Si cerca di avere particolare
elasticità nell'attività di ricevimento, per venire incontro alle esigenze di tempo ed alle necessità di
approfondimento degli studenti. Il Prof. Gianluca Galimberti riceve gli studenti, al di là delle ore
previste, ogni qual volta venga richiesto, in tempi ovviamente compatibili con le contestuali esigenze
lavorative del Docente.


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