66600 - FISICA E STATISTICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede i concetti di base della Fisica Classica con particolare riguardo ai concetti di moto, forza, energia, elettromagnetismo, fisica dei fluidi, ottica; concetti e conoscenze di base di interesse ed utilità nel proseguimento del corso di studi. Lo studente conosce le basi della teoria degli errori, delle principali distribuzioni utilizzate in fisica e biologia e dei principali metodi per l'analisi statistica (test di ipotesi, correlazione tra variabili aleatorie, interpolazione lineare di coppie di variabili aleatorie). In particolare, lo studente è in grado di: - interpretare correttamente il risultato di misurazioni sperimentali; - stimare i principali parametri statistici relativi ad un insieme di dati sperimentali; - comprendere l'esito dei principali test statistici applicati a dati sperimentali, oppure di metodi di interpolazione e/o correlazione di variabili aleatorie.

Contenuti

FISICA (prof. G. Sartorelli)

Introduzione: definizione operativa delle grandezze fisiche. Sistemi di unità di misura.
Equazioni dimensionali.
Cinematica: sistemi di riferimento. Moto in una dimensione, equazione oraria.
Velocità ed accelerazione. Moto uniforme, moto uniformemente accelerato.
Moto circolare uniforme.
Dinamica del punto: sistemi inerziali. Forze. Le leggi della dinamica. Forza peso e accelerazione di gravità. Legge di gravitazione. Forza di attrito.
Lavoro. Energia cinetica. Teorema dell'energia cinetica. Forze conservative.

Energia potenziale. Forze elastiche.Conservazione dell'energia.
Dinamica dei sistemi: impulso e quantità di moto. Problemi d'urto.
Centro di massa. Teorema della quantità di moto. 
Momento di una forza. Momento angolare.
Dinamica dei fluidi: pressione. Densità. 

Leggi fondamentali dell'idrostatica. 

Principio di Pascal. Spinta di Archimede.

Fluidi perfetti. Equazione di continuità. Teorema di Bernouilli.
Fluidi reali. Viscosità. Velocità di sedimentazione. Centrifughe.
Elettrostatica: Legge di Coulomb. Campo elettrico. Linee di campo. Dipolo elettrico. Dipolo in un campo elettrico. Potenziale elettrico.

Capacità. Legge di Ohm. Resistenze in serie ed in parallelo.
Elettromagnetismo: campo magnetico. Forza di Lorentz.
Induzione elettromagnetica. Legge di Faraday. Legge di Lenz.

Onde elettromagnetiche.
Proprietà ondulatorie della luce: principio di Huygens.
Riflessione e rifrazione. Riflessione totale. Interferenza. Diffrazione.
Diffrazione dei raggi X e struttura delle molecole biologiche.
Ottica geometrica: specchi. Lenti.

L'occhio: punto prossimo e acuità visiva.
Ingrandimento lineare ed angolare. Lente di ingrandimento. Microscopio ottico.

STATISTICA (dott. D. Remondini)

Teoria degli errori 

Operazioni di misura. Il sistema internazionale. Multipli e sottomultipli in base 10. Risoluzione di uno strumento, errori sistematici, fluttuazioni casuali. Cifre significative e notazione scientifica. Errore assoluto e relativo. Misure ripetute (grandezze continue e conteggi): valore medio, dispersione. Misure indirette: propagazione degli errori.

Statistica descrittiva 

Definizione di variabile aleatoria. Frequenze di comparizione. Istogrammi di distribuzione dei dati sperimentali, curva limite. Densità di probabilità e distribuzione cumulativa. Parametri di una distribuzione: media, varianza, asimmetria e curtosi. Stima empirica dei parametri di una distribuzione. Distribuzione binomiale e di Poisson. Distribuzione di Gauss. Combinazione di distribuzioni e Teorema Limite Centrale. Esempi e applicazioni in problemi biofisici.

Strumenti di analisi statistica 

Teoria degli errori. Confronto tra due popolazioni: test T di Student. Interpolazione lineare. Coefficiente di correlazione lineare e covarianza.

LABORATORIO DI STATISTICA:

Esperienze di elaborazione di dati biologici al calcolatore. Applicazione dei metodi statistici studiati a dati reali e simulati.

Testi/Bibliografia

FISICA

D.C. GIANCOLI – FISICA: Principi e Applicazioni - Seconda Edizione. Casa Editrice Ambrosiana

D. HALLIDAY, R. RESNICK, J. WALKER, Fondamenti di Fisica, Casa Editrice Ambrosiana

Esercizi di Fisica
G. RUFFO, Problemi di Fisica, Vol. 1 e 3, ZANICHELLI, Bologna.

STATISTICA

Dispense del corso e compiti precedenti corretti sono disponibili online

Teoria degli errori: Introduzione all'analisi degli errori (Taylor, Zanichelli)

Probabilità e statistica: Metodi statistici per la sperimentazione biologica (Camussi et Al., Zanichelli)

Metodi didattici

FISICA: Lezioni in aula ed esercizi. STATISTICA:  Lezioni in aula ed attività in laboratorio

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame scritto di Fisica e di Statistica. Esame orale di Fisica.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna normale e luminosa. Laboratori per esercizi di Statistica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gabriella Sartorelli

Consulta il sito web di Daniel Remondini

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