Introduzione al metodo scientifico. La misura in fisica. Sistemi di unità di misura: il Sistema Internazionale
(SI). Multipli e sottomultipli. Analisi dimensionale. Grandezze scalari e vettoriali. I vettori e le operazioni sui
vettori.
Cinematica del punto materiale: Come si muovono le cose?
Il concetto di moto. Le grandezze cinematiche fondamentali: posizione, velocità, accelerazione.
La descrizione del moto: vettore posizione, vettore velocità, vettore accelerazione (tangenziale e centripeta).
La descrizione del moto rettilineo. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Un
esempio: il moto di un corpo in caduta libera verticale. Il moto nel piano come composizione di moti rettilinei.
Un esempio: il moto parabolico di un corpo lanciato. Il moto circolare.
La rappresentazione grafica delle leggi del moto rettilineo.
Dinamica del punto materiale: Perché si muovono le cose?
Le leggi di Newton: il principio di inerzia; la seconda legge della dinamica; il principio di azione e reazione.
Riconoscere e descrivere le forze: forza peso; reazione vincolare; forza elastica; forze di attrito (statico,
dinamico, viscoso, resistente); forza gravitazionale.
Lavoro infinitesimo compiuto da una forza in corrispondenza di uno spostamento infinitesimo. Lavoro
compiuto da una forza in corrispondenza di uno spostamento finito. Potenza. Energia cinetica. Teorema
dell'energia cinetica. Calcolo del lavoro: forza peso; forza elastica; reazione vincolare e tensione; forze di
attrito. Energia potenziale: energia potenziale della forza peso; energia potenziale elastica.
Forze conservative e forze dissipative. Quantità di moto.
I fluidi. Densità e pressione. Fluidi a risposo: variazione della pressione con la profondità e l'altezza; il
barometro a mercurio; il Principio di Pascal; il martinetto idraulico; il Principio di Archimede; galleggiamento e
peso apparente. Fluidi ideali in movimento: portata di un fluido; Equazione di continuità; Equazione di
Bernoulli.
Forza elettrostatica
Interazione gravitazionale e interazione elettromagnetica; la forza elettrica; la carica elettrica; struttura
elettrica della materia; quantizzazione della carica elettrica; principio di conservazione della carica elettrica;
isolanti e conduttori. La legge di Coulomb; principio di sovrapposizione.
Flusso di un vettore attraverso una superficie; legge di Gauss; applicazione della legge di Gauss al calcolo
del campo elettrico prodotto da distribuzioni di carica a simmetria sferica e piana: piano infinito, guscio
sferico, sfera carica.
Lavoro della forza elettrica; conservatività del campo elettrostatico; energia potenziale e potenziale
elettrostatico. Espressione del potenziale generato da una carica puntiforme e da un sistema di cariche
puntiformi; espressione del potenziale in un campo uniforme. Moto di una carica in un campo elettrostatico.
Condizione di equilibrio di un conduttore; conduttore in un campo elettrico esterno; fenomeno di induzione
elettrostatica; conduttori a contatto. Conduttore cavo. Induzione elettrostatica completa. Condensatori.
Capacità del condensatore: espressione della capacità del condensatore piano e del condensatore sferico.
Dielettrici. Costante dielettrica relativa. Meccanismi di polarizzazione dei dielettrici: polarizzazione indotta e
orientazionale. Carica di polarizzazione. Capacità del condensatore con dielettrico. Legge di Coulomb in un
mezzo dielettrico.
Conduzione elettrica. Corrente elettrica. Intensità di corrente e densità di corrente. Corrente elettrica
stazionaria. Legge di Ohm. Conducibilità e resistività. Potenza dissipata da una corrente elettrica attraverso
una resistenza; effetto Joule.
Forza magnetostatica
Interazione magnetica; campo magnetico; relazione tra fenomeni elettrici e magnetici; il campo magnetico
come mediatore dell’interazione tra cariche in moto. Forza magnetica su una carica in moto (forza di
Lorentz). Forza magnetica su un tratto infinitesimo di filo percorso da corrente (seconda legge elementare di
Laplace). Forza magnetica su un conduttore percorso da corrente: filo curvilineo in campo magnetico
uniforme; filo rettilineo in campo magnetico uniforme. Moto di particelle cariche in campo magnetico
uniforme.
Sorgenti del campo magnetico. Campo magnetico prodotto da un tratto infinitesimo di filo percorso da
corrente (prima legge elementare di Laplace). Campo magnetico prodotto da un circuito chiuso percorso da
corrente. Campo magnetico prodotto da una carica in moto. Campi magneti prodotti da circuiti particolari: filo
rettilineo indefinito; solenoide rettilineo indefinito. Proprietà fondamentali del campo magnetico statico: legge
della circuitazione di Ampère; legge di Gauss per il campo magnetico.
Campo elettromagnetico
Campi elettrici e magnetici variabili nel tempo: La legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica;
l’autoinduzione. Onde elettromagnetiche: La propagazione per onde; Lunghezza d’onda e frequenza;
Velocità delle onde elettromagnetiche nel vuoto; Spettro delle onde elettromagnetiche.
Introduzione all’analisi degli errori
La misura e l’inevitabilità degli errori. La stima degli errori nella lettura di scale. La stima degli errori nelle
misure ripetibili. Come rappresentare ed utilizzare gli errori: notazione; cifre significative; errore relativo;
discrepanza. Errori casuali ed errori sistematici. Analisi statistica degli errori casuali: media; deviazione
standard; deviazione standard della media. La propagazione degli errori: somme e differenze; prodotti e
quozienti.
