1 - Lunedì 3 marzo (3 ore)

• Introduzione al corso
• Metodo sperimentale
• Grandezze fisiche e unità di misura
• Cambiamenti unità di misura
• Notazione scientifica
• Analisi dimensionale
• Cifre significative

Cinematica unidimensionale

• Modello del punto materiale e sistema di riferimento spazio-temporale
• Posizione e spostamento
• Grafico posizione-tempo
• Velocità media

2 - Mercoledì 5 marzo

• Velocità istantanea
• Grafico velocità-tempo
• Accelerazione media e istantanea
• Moto rettilineo uniforme
• Moto uniformemente accelerato
• Moto vario: interpretazione dei grafici x vs t e v vs t
• Moto in caduta libera

Esercizi per casa: vedi file

3 - Giovedì 6 marzo

• Grandezze scalari e vettoriali
• Vettori, versori e loro rappresentazione in due dimensioni
• Operazioni tra vettori: trasporto parallelo, addizione, sottrazione e moltiplicazione per uno scalare
• Prodotto scalare

Esercizi

• Moto in caduta libera con x₀=h
• Misura dei riflessi, velocità iniziale sapendo h_max

4 - Lunedì 10 marzo (3 ore)

Moto in due dimensioni

• Vettori posizione e spostamento, traiettoria
• Velocità media e istantanea
• Accelerazione media e istantanea
• Accelerazione tangenziale e centripeta
• Moto del proiettile: equazioni generali per posizione e velocità in x e y
• Moto del proiettile: caso particolare con x₀=y₀=0, traiettoria parabolica, tempo di volo, gittata, altezza massima e direzione della velocità durante il moto
• Risoluzione esercizi per casa: inseguimento tra due auto, profondità del pozzo

Esercizi per casa: Knight cap. 3: 31, 32, 34, 37, 38, 47, 61, 63, 66, 67, 69, 74

5 - Mercoledì 12 marzo

• Moto circolare: radianti, equivalenza con un moto unidimensionale con s=Rθ
• Moto circolare: definizione di posizione angolare, velocità angolare e accelerazione angolare
• Accelerazione tangenziale e centripeta
• Moto circolare uniformemente accelerato
• Moto circolare uniforme: periodo e frequenza
• Moto del proiettile: casi particolari con y₀=h₀ e con v_0,y=0
• Risoluzione esercizi per casa: proiettile su bersaglio, golf sulla Luna

6 - Giovedì 13 marzo 

• Sistemi di riferimento fissi e in moto
• Trasformazioni delle coordinate, della velocità e dell'accelerazione
• Caso di un corpo fermo nel sistema di riferimento in moto
• Esempio del moto parabolico nei due sistemi di riferimento
• Velocità e accelerazione centripeta associate ai moti di rotazione e rivoluzione terrestre
• Risoluzione esercizi per casa: moto del proiettile sul pianeta Exidor

7 - Lunedì 17 marzo (3 ore)

Dinamica del punto materiale

• Prima legge di Newton: enunciato ed esempi (satellite, esperimento di Galileo, tavolo ad aria compressa)
• Sistemi inerziali
• Seconda legge di Newton
• Forze di contatto e a distanza
• Forze fondamentali (gravitazionale, elettromagnetica, nucleare forte e debole)
• Massa inerziale e gravitazionale
• Misura statica di una forza: forza peso
• Misura dinamica di una forza: forza elastica
• Diagramma di corpo libero
• Terza legge di Newton: enunciato, coppie azione-reazione
• Esempi: corpo su un tavolo, camminata e moto di un veicolo, forza di propulsione

• Correzione di alcune domande del quiz di autovalutazione sulla cinematica
• Risoluzione esercizi per casa: lancio di un pacco da un aereo

8 - Mercoledì 19 marzo

Legge di gravitazione universale

• Forma vettoriale, corpi sferici, principio di sovrapposizione
• Principio di equivalenza tra massa gravitazionale e massa inerziale
• Calcolo di g dalla legge di gravitazione universale

• Reazioni vincolari: dipendenza dalle condizioni esterne, carico di rottura
• Risoluzione di esercizi: come calcolare il vincolo dalla seconda legge di Newton
• Limiti di azione di un vincolo
• Corde: modello della corda ideale, tensione e carico di rottura
• Corda con massa non trascurabile

9 - Giovedì 20 marzo

• Carrucola ideale
• Soluzione di esercizi con più corpi con moto collegato (corpi a contatto, agganciati o collegati con corde  e carrucole)
• Macchina di Atwood (carrucola semplice)
• Forza d'attrito statico
• Forza d'attrito dinamico
• Cause della forza d'attrito
• Grafico F_A vs F
• Attrito di rotolamento

Esercizi per casa

• : 

10 - Mercoledì 26 marzo (Monacelli)

• Attrito viscoso sia lineare che quadratico nella velocità
• Piano inclinato privo d'attrito
• Oscillatore armonico
• Esercizi su piano inclinato e attrito statico

Esercizi per casa: 

11 - Giovedì 27 marzo (Monacelli)

• Pendolo
• Dinamica in sistemi non inerziali e forze apparenti
• Dimostrazione della III legge di Keplero
• Piano inclinato con attrito
• Esercizio: altalena

12 - Lunedì 31 marzo (3 ore)

• Piano inclinato con attrito, angolo limite per μ_S e angolo critico per μ_d
• "Risultante" centripeta
• Esempi di moto circolare
• Strategia di risoluzione degli esercizi di dinamica con traiettorie circolari
• Esercizi di dinamica circolare: macchina in curva parabolica, giro della morte, velocità massima di camminata
• Esercizi: correzione di alcune domande del quiz di dinamica

Esercizi per casa: 

I seguenti esercizi sono risolvibili tutti con un approccio dinamico, a parte le domande in cui si chiede esplicitamente di calcolare il lavoro:

16/04/2012 primo esercizio

04/02/2013 primo esercizio

24/06/2013 primo esercizio

15/07/2013 primo esercizio

11/02/2014 primo esercizio

13 - Mercoledì 2 aprile

Energia e Lavoro

• Introduzione al concetto di energia
• Energia totale di un sistema e scambi con l'ambiente
• Modello energetico di base
• Definizione di lavoro
• Lavoro di una forza costante
• Lavoro di una forza variabile
• Definizione di energia cinetica
• Teorema dell'energia cinetica

14 - Giovedì 3 aprile

• Forze conservative ed energia potenziale
• Energia potenziale associata alla forza peso
• Energia potenziale elastica
• Formula generale per il calcolo dell'energia potenziale di una forza conservativa
• Forze centrali ed energia potenziale gravitazionale
• Forze dissipative e variazione di energia termica

15 - Lunedì 7 aprile (2 ore)

• Energia meccanica e sua conservazione in sistemi soggetti solo a forze conservative
• Lavoro delle forze non conservative
• Conservazione dell'energia meccanica di un oscillatore armonico
• Grafici di U, K ed E_m in funzione di t e di x

Esercizi per casa da risolvere con approccio dinamico o energetico (primo esercizio del compito):

11-04-2016; 13-06-2016; 05-07-2017; 13-09-2017; 24-02-2015; 

16-07-2014; 08-02-2016; 13-02-2012; 07-07-2011

16 - Mercoledì 9 aprile

• Forza come derivata dell'energia potenziale
• Energia potenziale e punti di equilibrio stabile e instabile
• Potenza

Impulso, quantità di moto e urti

• Definizione di impulso, forza media e tempo d'interazione
• Definizione di quantità di moto e teorema dell'impulso
• Applicazioni: sistemi di protezione in caso di urto
• Riformulazione della seconda legge di Newton con la quantità di moto
• Forze impulsive ed approssimazione impulsiva
• Prima equazione cardinale della meccanica
• Conservazione della quantità di moto totale nei sistemi isolati

17 - Giovedì 10 aprile (3 ore)

• Urti anaelastici e perfettamente anaelastici in una dimensione
• Urti elastici in una dimensione: formula generale e casi particolari
• Urti in due dimensioni
• Esercizio 16/04/12: Due corpi collegati con carrucola

18 - Lunedì 18 aprile (3 ore)

Fluidostatica

• Stati della materia: solido, liquido e gassoso
• Volume e densità (media e locale)
• Dipendenza della densità dalla temperatura e comportamento anomalo dell'acqua
• Pressione associata a una singola forza macroscopica: definizione e unità di misura
• Pressione in un fluido o in un gas: moto delle particelle

• Correzione quiz su lavoro ed energia
• Esercizio 04/02/13: pallina attaccata al palo con un filo
• Esercizio 24/02/15: Tarzan e la liana
• Esercizio 13/02/12: caduta di uno scalatore attaccato a una corda elastica

Esercizi per casa con urti (primo esercizio del compito):

14/09/09   25/09/17   19/02/18   13/09/21

19 - Mercoledì 16 aprile

Fluidostatica

• Fluidostatica: forze di superficie e di volume
• Legge di Stevino
• Legge di Pascal
• Applicazioni: principio dei vasi comunicanti
• Barometro di Torricelli
• Esercizio 16/07/2014: Corpo spinto da una molla in una guida semicircolare

20 - Mercoledì 23 aprile 

• Legge di Archimede: corpo completamento immerso
• Legge di Archimede: corpo galleggiante parzialmente immerso
• Esempi di galleggiamento: iceberg, barca, corpo umano
• Correzione quiz su Impulso e urti
• Esercizio 14/09/09: Esplosione di un blocco in 2 frammenti su un piano inclinato

21 - Giovedì 24 aprile (3 ore)

• Energia potenziale associata alla forza di Archimede
• Embolia gassosa e vescica natatoria

Fluidodinamica

• Elemento di fluido, linee di flusso e tubo di flusso
• Fluidi ideali e viscosi, moto laminare e turbolento, regime di flusso
• Legge di conservazione della portata

Esercizi di meccanica

22 - Lunedì 28 aprile (3 ore)

Fluidodinamica

• Fluido in moto orizzontale: effetto Venturi
• Calcolo del gradiente di pressione in funzione della variazione di velocità
• Tubo di Venturi per un fluido ideale
• Applicazioni dell'effetto Venturi: collina, ala di aereo, case scoperchiate dal vento, aneurisma e flatter vascolare

Esercizi di meccanica

23 - Lunedì 5 maggio (1 ora)

• Legge di Bernoulli
• Velocità di efflusso

24 - Mercoledì 7 maggio 

• Fluidi viscosi e definizione di viscosità
• Tubo di Venturi con fluidi viscosi
• Portata di un fluido viscoso ed equazione di Poiseuille
• Apparato circolatorio: portata dei capillari, caduta di pressione nei capillari, stenosi dell'arteria carotidea

Correzione del primo esercizio di esonero

25 - Giovedì 8 maggio (3 ore)

Termodinamica

• Definizioni: sistemi termodinamici e variabili di stato
• Equilibrio termico e principio zero della termodinamica
• Calore come flusso di energia
• Interpretazione microscopica della temperatura
• Scale termometriche: gradi Celsius e gradi Fahrenheit
• Termometro a gas e temperatura assoluta: gradi Kelvin
• Dilatazione termica
• Trasformazioni termodinamiche reversibili e irreversibili
• Trasformazioni isobare: legge di Charles - Gay Lussac
• Trasformazioni isocore: II legge di Gay Lussac
• Trasformazioni isoterme: legge di Boyle - Mariotte e piano di Clapeyron

Correzione secondo esercizio dell'esonero

26 - Lunedì 12 maggio (1 ora)

• Modello del gas perfetto
• Equazione di stato del gas perfetto

Calorimetria

• Capacità termica e calore specifico di solidi e liquidi

27 - Mercoledì 14 maggio

Calorimetria

• Definizione di sorgente
• Calore specifico dei gas
• Calorimetro delle mescolanze
• Cambiamenti di stato
• Calore latente di fusione e di ebollizione
• Sudorazione e calore latente di vaporizzazione
• Calorimetro a ghiaccio
• Equazione generale della calorimetria
• Grafico riassuntivo di T vs Q per un corpo

Teoria cinetica dei gas

• Interpretazione microscopica di pressione e temperatura per un gas perfetto
• Formule per la velocità quadratica media
• Gradi di libertà e principio di equipartizione dell'energia
• Energia cinetica media di una particella e di un gas perfetto

Suggerimenti esercizi di calorimetria:
16/07/2010, 27/02/2012, 23/09/2010, 22/09/2011
22/06/2011, 22/02/2016, 08/02/2017, 05/02/2018

28 - Giovedì 15 maggio (3 ore)

Termodinamica

• Lavoro in termodinamica: introduzione, lavoro per un gas, in particolare per trasformazioni reversibili
• Interpretazione grafica nel piano di Clapeyron per trasformazioni singole e per cicli termodinamici
• Casi particolari: trasformazioni isocore, trasformazioni isobare reversibili, trasformazioni isoterme reversibili di un gas perfetto, trasformazioni irreversibili con p_ext=cost

Primo principio della termodinamica

• Mulinello di Joule
• Enunciato del primo principio
• Energia termica (o interna) come funzione di stato
• Espansione adiabatica nel vuoto di un gas perfetto
• Energia interna di un gas perfetto
• Ulteriori contributi all'energia interna di un sistema termodinamico

Esercizi di calorimetria

29 - Lunedì 18 maggio (3 ore)

Calori specifici del gas

• Gas perfetti: calore specifico a volume costante
• Calore specifico a pressione costante e relazione di Mayer
• Discorso generale sui calori specifici associati a una trasformazione
• Discorso qualitativo sulle trasformazioni adiabatiche reversibili
• Formule alternative per il calore in isocore e isobare dei gas perfetti
• Energia interna in solidi e liquidi

Esercizi di calorimetria e termodinamica

Suggerimenti esercizi di termodinamica

11/02/2014, 06/07/2015, 04/02/2013, 21/06/2017
15/07/2013, 23/09/2013, 03/11/2017

30 - Mercoledì 21 maggio

Elettrostatica

• Esperimenti con isolanti e conduttori
• Elettroscopio a foglie
• Modello atomico
• Legge di Coulomb
• Principio di sovrapposizione
• Densità di carica lineare, superficiale e volumica
• Campo elettrico: definizione
• Campo elettrico di una carica puntiforme
  
  

31 - Giovedì 22 maggio (3 ore)

• Campo elettrico: principio di sovrapposizione, distribuzione continua di cariche come sorgente
• Linee di forza del campo elettrico (criterio di Faraday)
• Esempi di linee di forza
• Flusso di un campo vettoriale: v=cost e v≠cost
• Interpretazione della portata come flusso del campo di velocità
• Flusso del campo elettrico
• Teorema di Gauss: enunciato e dimostrazione per una carica puntiforme al centro di una superfice immaginaria sferica
• Generalizzazione a superfici chiuse qualsiasi
• Flusso per cariche esterne alla superfice chiusa
• Uso del teorema di Gauss per calcolare il campo elettrico di distrribuzioni di carica ad alta simmetria
• Campo elettrico di un filo infinito omogeneamente carico

32 - Lunedì 26 maggio (3 ore)

• Campo elettrico per cariche con simmetria sferica: caso del guscio sferico
• Campo elettrico di una lastra piana infinita omogeneamente carica
• Campo elettrico di un doppio strato
• Forza elettrostatica come forza conservativa: lavoro ed energia potenziale
• Energia potenziale di una carica puntiforme e definizione del punto a energia zero
• Potenziale elettrostatico: definizione e principio di sovrapposizione
• Potenziale elettrostatico di una carica puntiforme e di più cariche

Esercizi

• Correzione quiz di termodinamica
• 06/07/2015: ciclo termodinamico con trasformazione irreversibile

Suggerimenti per casa:

• Teorema di Gauss per il campo gravitazionale
• Campo elettrico di una sfera carica omogeneamente

33 - Mercoledì 28 maggio

• Campo elettrico di una sfera omogeneamente carica
• Teorema di Gauss per il campo gravitazionale
• Proprietà delle superfici equipotenziali
• Potenziale elettrostatico di un guscio sferico omogeneamente carico 
• Potenziale elettrostatico di una sfera omogeneamente carica
• Differenza di potenziale elettrostatico di un filo infinito omogeneamente carico
• Differenza di potenziale elettrostatico di una lamina infinita omogeneamente carica
• Schema riassuntivo del campo elettrico e del potenziale (con relativi grafici) per tutte le distribuzioni di carica

Esercizi

• 04/02/2013: cilindro diviso in due parti da un setto mobile adiabatico

Suggerimenti esercizi di elettrostatica:
03/11/2017, 24/06/2014, 19/11/2012 
17/09/2012, 21/06/2017, 13/09/2017, 17/11/2014

34 - Giovedì 29 maggio (1 ora)

• Conduttori e isolanti
• Campo elettrico e cariche all'interno e sulla superfice di un conduttore
• Potenziale all'interno e sulla superfice di un conduttore 
• Conduttori: proprietà delle punte
• Teorema di Coulomb
• Gabbia di Faraday
• Induzione elettrostatica
• Condizione di induzione elettrostatica completa e reciproca
• Capacità: definizione

35 - Mercoledì 4 giugno

• Capacità: calcolo per una sfera conduttrice
• Definizione di condensatore
• Calcolo della capacità di un condensatore piano
• Energia elettrostatica immagazzinata in un condensatore e densità di energia elettrostatica

Esercizi di elettrostatica

36 - Giovedì 5 giugno (3 ore)

Corrente continua

• Cariche in movimento: definizione di corrente e unità di misura
• Interpretazione microscopica: velocità di deriva
• Densità di corrente e suo flusso attraverso una sezione di un filo conduttore
• Definizione di resistenza e conduttori ohmici
• Prima e seconda legge di Ohm
• Prima legge in Ohm in forma vettoriale
• Resistenze in serie e in parallelo
• Generatore di tensione: fem e potenza erogata
• Generatore di tensione reale 
• Energia dissipata in una resistenza: effetto Joule
• Condensatori in serie e in parallelo

Esercizi di elettrostatica

37 - Lunedì 9 giugno (3 ore)

Esercizi di termodinamica e di elettrostatica

38 - Mercoledì 11 giugno

Magnetismo

• Proprietà dei magneti permanenti (poli magnetici)
• Linee di campo magnetico
• Campo magnetico di un filo infinito percorso da corrente: linee del campo, circuito di prova e definizione di campo magnetico (unità di misura e permeabilità magnetica), legge di Biot-Savart
• Campo magnetico terrestre
• Prodotto vettoriale: interpretazione geometrica, regola della mano destra, prodotto vettoriale per componenti
• Prima formula di Laplace (campo magnetico prodotto da un circuito qualsiasi)
• Campo magnetico al centro di una spira circolare
• Flusso del campo magnetico (teorema di Gauss)
• Teorema della circuitazione per il campo elettrico e gravitazionale
• Circuitazione del campo magnetico: dimostrazione nel caso particolare del filo infinito
• Circuitazione del campo magnetico (caso generale): segno del contributo delle correnti, definizione di corrente concatenata

39 - Giovedì 12 giugno (3 ore)

• Campo magnetico di un filo infinito come applicazione del teorema della circuitazione
• Campo magnetico del solenoide infinito come applicazione del teorema della circuitazione: definizione di solenoide, campo esterno e campo interno
• Campo magnetico del toroide: definizione di toroide, campo nel buco, all'esterno e all'interno

Forze magnetiche

• Forza magnetica sentita da un circuito percorso da corrente: caso di B costante in modulo e angolo rispetto alla corrente F = iL x B, seconda formula di Laplace per circuiti qualsiasi, forza magnetica tra due fili infiniti e paralleli
• Forza di Lorentz come interpretazione atomica della forza magnetica subita da un filo
• Generalizzazione al caso di una singola particella: F_L=qv x B
• Moto di una particella con velocità perpendicolare a B: raggio, periodo e frequenza di ciclotrone
• Caso generale del moto di una particella: moto elicoidale
• Selettore di velocità
• Spettrometro di massa
• Effetto Hall