Introduzione: Grandezze fisiche e loro misura. Unità di misura. Il Sistema Internazionale di unità di misura. Sistemi di coordinate nello spazio. Grandezze vettoriali e scalari. Operazioni con i vettori. Derivata temporale di un vettore.
Cinematica: Traiettoria. Vettore posizione, velocità e accelerazione vettoriale. Moto con accelerazione costante. Caduta dei gravi. Moto circolare. Velocità e accelerazione angolare.
Dinamica del punto materiale: Prima legge di Newton e sistemi inerziali. Forza e massa inerziale. Seconda legge di Newton. Interazioni tra punti materiali. Terza legge di Newton. Quantità di moto. Momento angolare. Equazioni del moto. Esempi di forze. Forza peso. Forza elastica e oscillatore armonico. Tensione. Vincoli. Pendolo semplice. Forze di attrito.
Invarianza galileiana: Sistemi di riferimento inerziali. Moto in sistemi di riferimento non inerziali, applicazione al moto sulla Terra.
Conservazione di grandezze fisiche: Simmetria, invarianza e leggi di conservazione. Conservazione della quantità di moto. Definizione di lavoro, potenza ed energia cinetica. Teorema dellenergia cinetica. Energia potenziale e forze conservative. Conservazione dellenergia meccanica. Conservazione del momento angolare.
Momento di una forza. Forze centrali. Forze gravitazionali. Leggi di Keplero. Moto di satelliti. Velocità di fuga.
Dinamica dei sistemi: Centro di massa. Quantità di moto e momento angolare di un sistema di punti materiali. Forza risultante e momento risultante. Prima e seconda equazione cardinale per un sistema di punti materiali.
Urti e forze impulsive: Impulso di una forza. Conservazione della quantità di moto negli urti. Urti elastici e anelastici. Esempi.
Cinematica e dinamica dei corpo rigidi: Rotazioni. Numero di gradi di libertà di un corpo rigido. Alcuni esempi: rotolamento puro, moto di un corpo rigido vincolato.
Cenni di Termodinamica: Calorimetria. Termometria. Equilibrio termodinamico e variabili di stato. Trasformazioni termodinamiche: reversibili e irreversibili. Primo principio della Termodinamica, energia interna. Gas perfetti. Teoria cinetica dei gas, lavoro ed energia interna. Applicazioni del I principio ai gas perfetti. Secondo principio della Termodinamica: enunciati di Kelvin e di Clausius. Macchine termiche e frigorifere. Rendimento ed efficienza. Ciclo di Carnot ed altri cicli. Teorema di Carnot. Temperatura termodinamica. Teorema di Clausius. Entropia.
Elettricità e magnetismo : La forza elettrostatica: la legge di Coulomb. Conduttori e isolanti. Il campo elettrico. Teorema di Gauss. Energia potenziale, potenziale elettrico e differenza di potenziale. Capacità di un conduttore e di un condensatore. Corrente elettrica continua, generatore di forza elettromotrice. Leggi di Ohm. Resistenza elettrica. Moto di una particella in un campo elettrico. Campo magnetico. Forza su una carica in moto in un campo magnetico: forza di Lorentz. Forza su una corrente in un campo magnetico. Campo magnetico e sua rappresentazione. Campo magnetico di un filo percorso da corrente: legge di Biot-Savart. Forza tra correnti: legge di Ampere. Induzione elettromagnetica e legge di Faraday. Campo indotto e forza elettromotrice. Applicazioni della legge di Faraday. Legge di Ampère-Maxwell. Equazioni di Maxwell, in forma integrale e differenziale. . Cenni sui circuiti: leggi di Kirchhoff, circuiti in corrente continua, circuiti in corrente alternata, RLC.
Onde meccaniche ed elettromagnetiche. Proprietà delle onde. Caratteristiche dei suoni. Effetto Doppler. Ultrasuoni e loro applicazioni. Le onde elettromagnetiche e loro proprietà. Spettro elettromagnetico.