Introduzione
1) Leggi fisiche, grandezze fisiche e loro misura, grandezze scalari e grandezze vettoriali, grandezze fondamentali e grandezze derivate, unità di misura, errori, cifre significative
Meccanica
1) Cinematica: sistema di coordinate, posizione, spostamento, velocità, accelerazione, traiettoria. Moti particolari: moto rettilineo uniforme, moto rettilineo uniformemente accelerato, moto parabolico, moto circolare uniforme, moto circolare uniformemente accelerato, moto armonico.
2) Dinamica: massa, punto materiale, Principi della dinamica, somma vettoriale delle forze, diversi tipi di forza (forza di gravità, forza elastica, forze molecolari, forze vincolari, forze di attrito). Massa gravitazionale e massa inerziale. Momento di una forza. Condizioni di equilibrio. Applicazioni delle leggi di Newton.
3) Lavoro di una forza, teorema dell’energia cinetica, forze conservative, energia potenziale, conservazione dell’energia meccanica totale, equazione di bilancio dell’energia meccanica totale in un sistema non conservativo.
4) Quantità di moto, impulso, quantità di moto di un sistema con molte particelle, conservazione della quantità di moto, centro di massa, urti semplici elastici e anelastici. Moto di un razzo.
5) Momento angolare. Equazione della dinamica e conservazione del momento angolare.
6) Oscillatore armonico. Oscillazioni di una massa attaccata ad una molla. Pendolo semplice. Energia dell’oscillatore armonico. Oscillazioni smorzate e forzate. Risonanza.
7) Corpo rigido. Rotazione attorno ad un asse fisso: velocità e accelerazione angolare, momento d’inerzia, equazione della dinamica per un corpo rigido in rotazione attorno ad un asse fisso, energia cinetica di rotazione. Pendolo fisico. Equilibrio di un corpo rigido.
8) Gravitazione:, legge di gravitazione universale, leggi di Keplero, esperimento di Cavendish, velocità di fuga.
Meccanica dei fluidi
1) Fluidostatica: pressione, legge fondamentale della fluidostatica. Leggi di Stevino e di Pascal. Spinta di Archimede.
2) Fluidodinamica: flusso, equazione di continuità, teorema di Bernoulli. Flusso laminare. Viscosità. Numero di Rayleigh.
Onde meccaniche
1) Onde meccaniche su di una corda tesa. Propagazione di una perturbazione. Onda progressiva. Rappresentazione matematica di un’onda progressiva. Velocità di propagazione. Equazione delle onde.
2) Principio di sovrapposizione. Somma di due onde mediante i vettori di fase. Onde stazionarie.
3) Onde acustiche. Intensità. Effetto Doppler. Battimenti. Velocità del suono. Velocità supersoniche.
Elettromagnetismo
1) Carica elettrica, proprietà della carica elettrica. Legge di Coulomb e principio di sovrapposizione. Campo elettrico e linee di forza. Teorema di Gauss. Potenziale elettrico. Dipolo elettrico
2) Conduttori e isolanti. Capacità, condensatori, dielettrici.
3) Corrente elettrica, generatore di f.e.m., pila. Leggi di Ohm. Energia nei circuiti elettrici.
4) Campo magnetico. Legge di Biot e Savart, campo magnetico di una spira circolare, momento magnetico di una spira. Teorema di Ampère, campo di un filo rettilineo, campo di un solenoide infinito.
5) Forza di Lorentz, moto di una particella carica in un campo magnetico, applicazioni: ciclotrone, spettrometro di massa. Forza di Laplace, forza e momento di forza su di una spira.
6) Flusso magnetico. Legge di Faraday-Lenz. F.e.m. mozionale. Induttanza.
7) Corrente di spostamento. Equazioni di Maxwell. Onde elettromagnetiche. Velocità di propagazione. Periodo e lunghezza d’onda. Spettro delle onde elettromagnetiche.
Ottica
1) Ottica geometrica. Legge della riflessione. Legge della rifrazione. Indice di rifrazione. Riflessione totale.
2) Natura ondulatoria della luce. Principio di Huygens della propagazione delle onde. Spettro del visibile. Luce bianca e luce monocromatica. Dispersione.
3) Interferenza delle onde luminose. Esperimento di Young della doppia fenditura. Figura di interferenza
4) Diffrazione delle onde luminose. Diffrazione da una singola fenditura. Figura di diffrazione. Reticolo di diffrazione.
5) Strumenti ottici: macchina fotografica, occhio umano, lente d’ingrandimento, telescopio, microscopio. Aberrazioni. Potere risolutivo.
6) Natura corpuscolare della luce: radiazione del corpo nero e ipotesi di Planck, effetto fotoelettrico, effetto Compton. Fotone. Esperimento della doppia fenditura rivisitato.