Gli argomenti dell'esame

Fisica 1

Cinematica, dinamica del punto e del corpo rigido, lavoro ed energia, urti, oscillazioni, gravitazione, fluidi e termodinamica.

1. Grandezze fisiche, unità di misura e vettori

   Come si misura una grandezza fisica nel Sistema Internazionale, come si controllano formule e risultati con l'analisi dimensionale e le cifre significative, e come si opera con i vettori che descrivono spostamenti, forze, lavoro e momenti.

2. Cinematica in una dimensione

   Come si descrive il moto di un punto lungo una retta con la legge oraria, la velocità e l'accelerazione, come si risolvono il moto uniforme, il moto uniformemente accelerato e la caduta dei gravi, e come si ricava la posizione dai grafici e dall'accelerazione.

3. Moto nel piano: proiettile e moto circolare

   Come posizione, velocità e accelerazione diventano vettori nel piano, come si descrivono il moto del proiettile e il moto circolare uniforme e non uniforme, e come cambiano velocità e traiettorie passando da un sistema di riferimento a un altro in moto traslatorio.

4. Leggi di Newton e forze

   I tre principi della dinamica, le forze che compaiono nei problemi di meccanica (peso, reazione vincolare, tensione, attrito, forza elastica) e il metodo per scrivere e risolvere l'equazione del moto di un corpo o di un sistema di corpi, anche nei moti circolari e nei sistemi di riferimento non inerziali.

5. Lavoro ed energia

   Come si calcola il lavoro di una forza costante o variabile, che cosa misura la potenza, come il teorema dell'energia cinetica e la conservazione dell'energia meccanica danno le velocità senza risolvere le equazioni del moto, e come una curva di energia potenziale descrive moto ed equilibrio.

6. Oscillazioni e moto armonico

   Che cos'è il moto armonico semplice, come lo si riconosce dall'equazione $\ddot{x} = -\omega^2 x$, come si calcolano periodo ed energia della molla e dei pendoli, e come smorzamento e forzante portano alla risonanza.

7. Sistemi di punti, quantità di moto e urti

   Come quantità di moto, impulso e centro di massa descrivono i sistemi di più corpi, perché in assenza di forze esterne la quantità di moto totale si conserva e come questa legge, insieme all'energia, risolve urti, esplosioni e il moto di un razzo.

8. Dinamica del corpo rigido

   Come si descrive la rotazione di un corpo rigido, come momento delle forze, momento d'inerzia e momento angolare ne determinano il moto, e quando il corpo rotola senza strisciare o resta in equilibrio.

9. Gravitazione

   La legge di gravitazione universale, il campo e l'energia potenziale gravitazionale, la variazione di g con la quota, le orbite circolari dei satelliti, la velocità di fuga e le leggi di Keplero ricavate dalla dinamica.

10. Meccanica dei fluidi

    Come densità e pressione descrivono un fluido, come la legge di Stevino, il principio di Pascal e il principio di Archimede spiegano i liquidi in quiete e il galleggiamento, e come l'equazione di continuità e il teorema di Bernoulli descrivono i fluidi in moto.

11. Temperatura, calore e primo principio della termodinamica

    Come si misura la temperatura, come il calore cambia temperatura e stato dei corpi, come si descrive un gas perfetto e come il primo principio collega calore, lavoro ed energia interna nelle trasformazioni e nei cicli.

12. Secondo principio, macchine termiche ed entropia

    Come il secondo principio limita la trasformazione di calore in lavoro, perché il ciclo di Carnot fissa il rendimento massimo tra due temperature e come l'entropia misura l'irreversibilità delle trasformazioni.