Programma:

CONCETTI INTRODUTTIVI
Grandezze fisiche e loro misura – Grandezze fondamentali e derivate – Unità di misura e campioni di lunghezza, tempo e massa. Errori di misura, cifre significative.
· Il punto materiale: determinazione della posizione, coordinate cartesiane e polari. La legge oraria.
· Grandezze scalari e vettoriali. Algebra dei vettori.

MECCANICA DEL PUNTO
Vettore posizione e vettore spostamento. Velocità media e velocità istantanea. Accelerazione media ed accelerazione istantanea. Derivata di un vettore. Moti piani: accelerazione tangenziale ed accelerazione normale. Descrizione di alcuni casi significativi: moto circolare uniforme e non uniforme, moto rettilineo uniformemente accelerato, moto rettilineo uniforme, moto del proiettile.
· Definizione operativa di forza. I tre principi della dinamica. Il problema generale della dinamica: dalla forza alla legge oraria del moto. Espressione esplicita di alcune forze: forza di gravitazione universale, forza peso, forza elastica. Reazioni vincolari, forze di attrito statico e dinamico, tensioni. Moto del pendolo semplice e dell’oscillatore armonico
· Lavoro di una forza e lavoro di un sistema di forze. Teorema dell’energia cinetica. Forze conservative. Definizione di energia potenziale. Teorema di conservazione dell’energia meccanica; correzione in presenza di forze non conservative. Energia potenziale della forza di gravitazione universale, della forza peso, della forza elastica. Relazione tra forza ed energia potenziale. Condizioni di equilibrio di un punto materiale e relazione con la energia potenziale.
· Definizione di quantità di moto. Teorema dell’impulso. II legge della dinamica in forma generalizzata.
· Momento di un vettore rispetto ad un polo. Momento angolare (o momento della quantità di moto) e momento della forza. II legge della dinamica per i momenti: teorema del momento angolare.

MECCANICA DEI SISTEMI
· Dinamica dei sistemi. Equazioni cardinali della dinamica dei sistemi e III principio della dinamica. Definizione e proprietà del centro di massa. Calcolo della posizione del centro di massa. Principi di conservazione della quantità di moto e del momento angolare.
· Sistemi rigidi. Condizioni di equilibrio. Energia cinetica rotazionale e teorema di Koenig (energia cinetica totale di un sistema rigido). Momento angolare di un sistema rigido. Definizione e significato del momento di inerzia. Equazioni cardinali per i sistemi rigidi.

TERMODINAMICA
· Concetto e misura della temperatura. Dilatazione termica. Transizioni di fase. Calore e lavoro in una trasformazione termodinamica. Trasformazioni quasi statiche e trasformazioni reversibili. Relazione tra calore scambiato e variazione di temperatura in corpi a volume costante. Calori latenti nelle transizioni di fase.
· Primo principio della termodinamica. Energia interna. Calore specifico. Gas perfetti. Calori specifici molari. Trasformazioni sul piano di Clapeyron. Temperatura di equilibrio tra corpi a volume costante. Sorgente isoterma di calore.
· Secondo principio della termodinamica. Ciclo di Carnot e suo rendimento. Disuguaglianza di Clausius e definizione di entropia. Calcolo della differenza di entropia in una trasformazione termodinamica. Variazioni di entropia in sistemi isolati.

CAMPO ELETTRICO E CORRENTI
· Fenomeni di elettrizzazione. La carica elettrica. Induzione elettrostatica. La legge di Coulomb
· Definizione di campo elettrico. Caso della carica puntiforme. Linee di forza del campo elettrico. Campo generato da distribuzioni continue di cariche. Il dipolo elettrico, orientazione del dipolo in un campo elettrico
· La legge di Gauss per il campo elettrico, dimostrazione e generalizzazione a N cariche Applicazioni della legge di Gauss
· Energia potenziale elettrostatica. Caso di due cariche puntiformi e caso di campo uniforme. Definizione di potenziale elettrico. Caso della carica puntiforme, di distribuzioni continue e discrete di cariche. Differenza di potenziale tra punti a campo uniforme
· Moto delle cariche in campi elettrici.
· Definizione di Capacità di un conduttore. Caso del condensatore piano. Condensatori in serie e in parallelo
· Energia del campo elettrostatico
· Definizione di corrente e densità di corrente elettrica. Equazione di continuità. Conduttività elettrica, relazione tra J ed E. Effetto Joule. Resistenza elettrica e resistività. Leggi di Ohm. Resistenze in serie ed in parallelo. Concetto e definizione di forza elettromotrice. Leggi di Kirchoff.