Fondamenti di fisica sperimentale

Synthetic program:

Programma sintetico: Grandezze fisiche e loro misurazione. Cinematica del punto materiale: sistemi di riferimento, posizione, velocita', accelerazione. Dinamica del punto materiale: principi di Newton e loro applicazioni. Lavoro, potenza, energia e conservazione dell'energia meccanica. Campo gravitazionale. Moti oscillatori. Elementi di dinamica dei sistemi di particelle e dei corpi rigidi: leggi di conservazione, urti, rotazione. Temperatura, calore e lavoro: equilibrio e trasformazioni termodinamiche, gas perfetti. Primo principio della termodinamica. Macchine termiche, cicli e rendimento. Secondo principio della termodinamica. Legge di Coulomb, campo elettrostatico. Legge di Gauss. Potenziale elettrostatico. Proprieta' dei conduttori in elettrostatica, capacita' elettrica, condensatori. Energia del campo elettrico. Fenomenologia elettrostatica nei mezzi dielettrici. Corrente elettrica, legge di Ohm, forza elettromotrice. Campo magnetico. Sorgenti e proprieta' del campo magnetico statico, legge di Ampe're. Fenomenologia del campo magnetico statico nella materia.

Meccanica
1. Cinematica e dinamica del punto: grandezze fisiche e unità di misura in meccanica, sistemi di riferimento, posizione, velocità e accelerazione, leggi della dinamica newtoniana, reazioni vincolari, attriti, moti relativi (cenni) e forze apparenti.
2. Lavoro ed energia: lavoro di una forza, potenza, energia cinetica, energia potenziale, forze conservative e non conservative, conservazione dell’energia meccanica.
3. Campo gravitazionale: forze centrali, leggi di Keplero e moto dei pianeti, interazione gravitazionale, energia potenziale gravitazionale, massa inerziale e gravitazionale.
4. Moti oscillatori: oscillatore armonico semplice, pendolo, conservazione dell’energia per il moto armonico, oscillazioni smorzate, oscillazioni forzate con forzante sinusoidale, risonanza.
5. Elementi di dinamica dei sistemi di punti e dei corpi rigidi: moto di sistemi di particelle, centro di massa, quantità di moto e sua conservazione, urti elastici e anelastici, momento di una forza, momento angolare e sua conservazione, momento di inerzia, statica del corpo rigido.

Termodinamica
6. Temperatura, calore e lavoro: sistemi e variabili termodinamiche, trasformazioni dei gas perfetti, lavoro e calore nelle trasformazioni termodinamiche, calore specifico e calore latente.
7. Principi della termodinamica: energia interna e primo principio, macchine termiche e rendimento, ciclo di Carnot, secondo principio, temperatura termodinamica.

Elettrostatica e magnetostatica
8. Campo e potenziale elettrostatico: cariche elettriche, legge di Coulomb, campo elettrico e legge di Gauss, lavoro di una forza elettrica, potenziale elettrostatico, energia del campo elettrostatico, dipolo elettrico.
9. Conduttori e dielettrici: proprietà dei conduttori in elettrostatica, schermo elettrostatico, capacità e condensatori, fenomenologia dei materiali dielettrici.
10. Corrente elettrica nei conduttori: conduzione elettrica, modello classico della conduzione elettrica, legge di Ohm, resistenza elettrica, effetto Joule, forza elettromotrice.
11. Campo magnetico e sorgenti del campo magnetico: evidenze sperimentali della forza magnetica, forza di Lorentz e moto delle particelle cariche in un campo magnetico, forza magnetica tra conduttori percorsi da corrente, il campo magnetico in relazione alle correnti, legge di Ampère, spire e dipoli magnetici, energia del campo magnetostatico.
12. Fenomenologia dei materiali magnetici: magnetizzazione della materia, permeabilità e suscettività magnetica, materiali diamagnetici, paramagnetici, ferromagnetici.