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Matematica, Fisica e Terremoti

Programma

Perché i terremoti sono più frequenti in alcune zone? Perché terremoti di energia equivalente producono disastri in alcune aree e solo lievi danni in altre? È possibile mitigare gli effetti del terremoto? Nell’antichità, il fatto di non poter rispondere a questo tipo di domande in modo oggettivo ha generato miti, credenze popolari e superstizioni. A partire dal Settecento, i progressi nel campo della matematica e della fisica hanno permesso di interpretare in modo oggettivo questo fenomeno naturale che prima risultava incomprensibile. 

I seminari hanno come obiettivo principale quello di illustrare alcune applicazioni delle formulazioni matematiche e fisiche utilizzate oggi per comprendere i terremoti. Dopo una breve introduzione volta ad evidenziare i concetti di base, le varie discipline e le figure professionali coinvolte, si partirà da alcune formulazioni classiche, di base della fisica e della matematica (discutendo anche su alcune curiosità storiche), per giungere allo sviluppo di alcuni strumenti ingegneristici e decisionali utilizzati ai giorni nostri per caratterizzare i terremoti e quantificarne gli effetti.

Durante i seminari saranno affrontati i seguenti temi:

  1. Relazione tra la legge di Hooke, la seconda legge di Newton, il principio di D’Alembert, la disputa tra Newton e Leibniz sul calcolo differenziale e le equazioni differenziali lineari del secondo ordine a coefficienti costanti. Si avranno quindi tutti gli strumenti di base per capire ed utilizzare l’oscillatore armonico come modello fisico per comprendere il funzionamento generale di un sismometro, di una costruzione, del terreno su cui poggia la costruzione, di alcune proprietà dei terremoti e dei possibili effetti sul costruito (es. edifici, gallerie, dighe).
  2. Propagazione delle onde elastiche, l’equazione d’onda o equazione di D’Alembert, equazioni differenziali alle derivate parziali come strumenti per comprendere gli effetti di amplificazione o deamplificazione del moto del terreno generato dai terremoti; più in generale per comprendere quanto gli strati più superficiali del terreno siano in grado di modificare le proprietà delle onde sismiche generate in profondità da una rottura di faglia.

    Conoscenze preliminari: Curiosità ed entusiasmo. I seminari sono stati preparati in modo tale da adattarsi al grado di preparazione degli studenti. Si partirà dai concetti di base, comprensibili a tutti, con la possibilità di approfondire le tematiche d’interesse in base alla volontà degli studenti. 

    Calendario:

    mercoledì 18 novembre 2020, 18:00-20:00;

    venerdì 20 novembre 2020, 18:00-20:00;

    mercoledì 25 novembre 2020, 18:00-20:00;

    venerdì 27 novembre 2020, 18:00-20:00;

    mercoledì 2 dicembre 2020, 18:00-20:00;

Relatore

Dott. Guido Andreotti

Tipo : Attività seminariale IUSS

Classe : Scienze Tecnologie e Società

Periodo : Semestre I

Anno accademico : 2020-2021

Tutti gli Allievi

Durata : 10 ore