Argomenti (spunti per domande) per l orale:

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1 Argomenti (spunti per domande) per l orale: GENERALE 1. dimensioni e unità di misura nel sistema internazionale S.I. di TUTTE le grandezze fisiche del corso di FISICA GENERALE (conversioni tra diversi sistemi di misura) 2. cinematica vettoriale (sistemi di coordinate; vettori spostamento; velocità media ed istantanea; accelerazione media ed istantanea; moto rotazionale; vettore velocità ed accelerazione angolare; velocità radiale e trasversale; accelerazione tangenziale e normale; ) 3. geometria per la fisica: la somma vettoriale, il prodotto scalare e il prodotto vettore; sistemi di coordinate ortonormali levogiri; la regola della mano destra; esemplificazioni in fisica 4. analisi matematica per la fisica: derivate, integrali, integrali di curvilinei, derivate parziali, flussi, gradiente, divergenza, rotore con esemplificazioni in fisica 5. analogie e differenze tra l interazione gravitazionale e l interazione elettromagnetica 6. il principio di sovrapposizione in meccanica ed in elettromagnetismo 7. l oscillatore armonico libero e smorzato (esemplificazione in fisica; equazioni differenziali lineari ed omogenee; soluzioni sinusoidali dell oscillatore libero; numeri complessi; il teorema di Eulero; il discriminate per avere/non-avere pseudo-oscillazioni) 8. la velocità della luce come costante fondamentale (valore; ruolo nell elettromagnetismo; la velocità della luce indipendente dal moto della sorgente e del rivelatore; la fisica di Newton come approssimazione; la legge della composizione della velocità di Newton; la legge della composizione della velocità di Einstein) 9. analogie e differenze tra il moto di una particella dotata di massa in un campo gravitazionale uniforme (forza peso) e il moto di una particella dotata anche di carica elettricamente in un campo elettrico uniforme.

2 MECCANICA 1. leggi di Newton (versione tre leggi di Newton ; versione di Mach ) 2. concetto di forza (forza media = variazione della quantità di moto per unità di tempo; forza istantanea; scambio di quantità di moto; interazioni) 3. sistemi di riferimento inerziali (cos è un sistema di riferimento) 4. trasformazioni tra sistemi di riferimento inerziali (traslazione, rotazioni nel piano e trasformazioni di Galileo) 5. la relatività di Galileo delle leggi della meccanica di Newton 6. terza legge di Newton e la conservazione della quantità di moto 7. sistemi di particelle puntiformi (quantità di moto totale; momento della quantità di moto totale; energia cinetica totale; energia propria ed energia interna di un sistema) 8. il piano inclinato: moto per scivolamento (la forza peso; la reazione vincolare del piano; scomposizione delle forze; attrito statico e condizione di staticità; moto con attrito dinamico; moto con attrito viscoso; l energia potenziale della forza peso) 9. il piano inclinato: moto per rotolamento (senza strisciare) 10. forze conservative (cosa si conserva; che caratteristiche deve avere un forza per essere conservativa; esemplificazioni; proprietà matematiche; energia potenziale) 11. contro-esempi di forze conservative: forze dipendenti dalla posizione ma non conservative; forze dissipative 12. la forza peso (g = GM terra /R 2 ; forza conservativa; energia potenziale) 13. legge della Gravitazione Universale (notazione vettoriale; energia potenziale) 14. equivalenza tra la massa inerziale e la massa gravitazionale (caduta dei gravi con accelerazione g; la 3 a legge di Keplero per pianeti R 3 /T 2 = C; la legge della gravitazione universale di Newton; il principio di equivalenza) 15. la gravitazione: l energia potenziale gravitazionale; energia gravitazionale di un sistema di masse; il campo gravitazionale il potenziale gravitazionale 16. forze impulsive (variazione della quantità di moto) 17. momenti torcenti impulsive (variazione del momento della quantità di moto) 18. moto circolare uniforme e non-uniforme 19. il moto di un punto materiale soggetto alla forza peso (campo gravitazionale uniforme) cinematica rotazionale (velocità ed accelerazione angolare) 20. caduta di un grave in un fluido viscoso (F vis = -bv; grafico v(t); soluzione v(t) alla equazione differenziale ma = -bv + mg) 21. metodo di integrazione numerica di Eulero

3 22. il moto del centro di massa (Ma cm = F ext ) 23. leggi di Newton per il moto rotazionale 24. il lavoro come integrale curvilineo: F dr 25. teorema lavoro-energia cinetica 26. il momento torcente (momento di una forza e di una coppia) 27. forze centrali e la conservazione del momento della quantità di moto 28. statica (condizione necessaria: equilibrio di forze e di momenti torcenti) 29. dinamica di sistemi di particelle puntiformi (il centro di massa; moto del CM; moto attorno al CM) 30. il teorema di König per un sistema K = K cm + ½Mv cm per un sistema di particelle L = L cm + MR V 32. teorema dell energia cinetica per un sistema di particelle (lavoro delle forze interne ed esterne) 33. macchina di Atwood (senza attrito; con attrito tra filo e volano) 34. energia cinetica e potenza istantanea = F v 35. urti elastici (conservazione della quantità di moto e dell energia cinetica; urti con parametro d impatto b = 0; urto bidimensionale con b 0) 36. urti completamente anelastici con parametro d impatto b = urti rotazionali con punto fisso (conservazione del momento della quantità di moto) elastici ed anelastici 38. campi di forze conservative (integrali curvilinei con lavoro indipendente dal camino (rotore zero), energia potenziale) 39. forze centrali e radiali (conservazione del momento della quantità di moto, energia potenziale efficace e centrifugo) 40. grafici dell energia potenziale (energia totale, cinetica; punti di equilibrio; punti di equilibrio stabile; punti di equilibrio instabile; intervalli accessibili ed intervalli energeticamente inaccessibili; barriere potenziali) 41. piccole oscillazioni attorno a posizioni di equilibrio stabile (relazione tra periodo di oscillazione e derivata seconda di U(x)) 42. trasformazioni di Galileo tra sistemi di riferimento (legge classica della composizione della velocità; legge relativistica della composizione della velocità) 43. forze fittizie 44. forze vincolari (di reazione: filo ideale; piano inclinato;.) 45. forza tangenziale e normale (esemplificazione con pendolo semplice) 46. la massa inerziale (definizione e modi per misurarla) 47. sistemi di riferimento non-inerziale in moto rettilineo 48. sistemi di riferimento non-inerziali in moto rotazionale (forza di Coriolis; la Terra) 49. metodo di integrazione numerica di Eulero 50. l oscillatore meccanico ideale; il moto armonico semplice (libero)

4 51. moto circolare uniforme e vario 52. legge di Hooke (molla ideale) 53. moto di un corpo lungo la verticale soggetto alla forza peso e la forza di Hooke (molla ideale) 54. il dinamometro (calibrazione) 55. macchine di Atwood (semplici senza attrito; con volano ed attrito) 56. pendolo semplice 57. pendolo fisico 58. pendolo a torsione 59. il pendolo conico 60. Yo-Yo 61. la pistola a frecciate: un proiettile sparato da una molla caricata 62. l oscillatore meccanico semplice: la molla ideale di Hooke; il pendolo a torsione (analogie, differenze; costanti elastiche e di torsione; massa inerziale, momento d inerzia) 63. l oscillatore meccanico smorzato (fattore di qualità) 64. l oscillatore meccanico forzato (risonanza; l importanza della dissipazione; fattore di qualità) 65. la precessione (momento torcente ortogonale al momento della quantità di moto; il giroscopio) 66. conservazione e non-conservazione della quantità di moto 67. conservazione e non conservazione del momento della quantità di moto 68. conservazione e non-conservazione dell energia meccanica 69. attrito statico, dinamico (proprietà; coefficienti di attrito; piano inclinato) 70. attrito viscoso (caduta di un grave in un fluido; l oscillatore smorzato) 71. momento d inerzia di un asta, piastra e ruota omogenee (densità lineare, di superficie, di volume) 72. condizioni necessarie per la STATICA (niente traslazioni e rotazioni) 73. la massa inerziale: come si definisce e come si misura 74. momento d inerzia: teorema assi paralleli di Steiner; teorema degli assi ortogonali 75. momento d inerzia: calcolo del momento d inerzia di un asta, piastra e ruota uniformi 76. ruote in rotolamento (la condizione di rotolamento senza strisciare) 77. energia cinetica traslazionale, rotazionale 78. conservazione dell energia meccanica totale (esemplificazione; controesempi) 79. energie di posizione (potenziale) delle forze peso, gravitazionale, Hooke 80. la legge di Gauss per il campo gravitazionale (il campo gravitazionale di una distribuzione sferica di materia)

5 ELETTROMAGNETISMO 1. l induzione elettrostatica; caricamento per induzione 2. la capacità (definizione; unità di misura; esemplificazione; caricamento/scaricamento di un condensatore; dielettrici; polarizzazione della materia; la corrente di spostamento) 3. energia potenziale della forza di Coulomb 4. caricamento per strofinio; la scala triboelettrica 5. induzione magnetica (legge di Faraday-Lenz) 6. legge di Biot-Savart 7. analogie e differenze tra dipoli elettrici e dipoli magnetici 8. la corrente e la densità di corrente elettrica 9. legge di Ohm microscopica e macroscopica 10. lo spettro elettromagnetico (lunghezze d onda; frequenze; l equazione di Planck E=h ; energie; fenomeni fisici salienti) 11. leggi di Maxwell nel vuoto in forma integrale e differenziale 12. leggi dell elettrostatica 13. leggi della magnetostatica 14. il moto di una carica puntiforme soggetta ad un campo elettrico uniforme 15. il moto di una carica puntiforme soggetta ad un campo magnetico uniforme 16. il dipolo elettrico e magnetico (analogie e differenze; moto di un dipolo in un campo non-uniforme) 17. il dipolo elettrico (momento di dipolo; campo elettrico e potenziale elettrico) 18. il dipolo magnetico (momento di dipolo; campo magnetico) 19. il campo elettrostatico e il potenziale elettrostatico (circuitazione; campi irrotazionali; campo generatore scalare; teorema di Helmholtz) 20. il campo magnetostatico e il potenziale vettore A (cenni, enunciato del teorema di Helmholtz) 21. legge di Coulomb (esperimento; bilancia a torsione; definizione operativa di carica elettrica) 22. equazioni di Laplace e di Poisson 23. il gradiente, il laplaciano, la divergenza, il rotore 24. i campi elettrostatici e magnetostatici (equazioni; differenze; analogie) 25. il flusso di un campo vettoriale, teorema di Gauss, la divergenza 26. circuitazione di un campo vettoriale, teorema di Stokes, il rotore 27. il potenziale elettrostatico; l energia potenziale elettrostatico 28. circuito RLC ed analogie meccaniche 29. moto di una carica in un campo magnetico statico (ciclotrone; specchio magnetico; spettrometro di massa)

6 30. legge di Gauss per il campo elettrico 31. campo elettrostatico di un dipolo elettrico 32. campo elettrostatico di una distribuzione sferica uniforme di cariche 33. campo elettrostatico di una distribuzione lineare uniforme di cariche 34. campo elettrostatico di distribuzione piana uniforme di cariche 35. campo magnetostatico di un solenoide indefinito 36. campo magnetostatico di filo rettilineo indefinito percorso da corrente 37. campo magnetico di una spira circolare percorsa da corrente 38. il solenoide (campo; induttanza per unità di lunghezza) 39. legge di Ampere per il campo magnetostatico 40. legge di Ampere-Maxwell (corrente di spostamento) 41. circuiti RC, RL ed RCL (equazioni; soluzioni) 42. conservazione della carica elettrica (equazioni integrale e differenziale) 43. teorema di Poynting 44. onde EM piane (lunghezza d onda; numero d onda; pulsazione e frequenza; vettore di propagazione) 45. l equazione delle onde di D Alembert (soluzioni f(x,t) = f(x vt); onde piane; lunghezza d onda ;numero d onda k; periodo, frequenza e pulsazione ; velocità di fase v = /k = ) 46. polarizzazione della materia (cenni, effetti sulla capacità, vettore polarizzazione) 47. capacità (unità; piastre parallele; sfere concentriche; cilindri coassiali; l effetto di inserire un dielettrico; la costante dielettrica relativa) 48. induttanza (unità, cavo coassiale; solenoide; effetto di inserire un materiale ferromagnetico; permeabilità magnetica relativa; vettore magnetizzazione) 49. auto-flusso, autoinduttanza 50. mutua induttanza 51. energia potenziale elettrostatico 52. resistenze, capacità ed induttanze in serie ed in parallelo 53. forza elettromotrice (chimico, movimento, variazione di flusso magnetico); esemplificazioni; legge di Farady-Lenz 54. campi vettoriali irrotazionali e campi solenoidali (esemplificazioni in elettromagnetismo) 55. dipoli magnetici, bussole e il campo terrestre 56. come creare un campo magnetico uniforme o quasi (spire Helmholz; solenoide) 57. flussi attraverso spire chiuse con N avvolgimenti (solenoidi) 58. motori e generatori 59. costante di Planck (energia dei fotoni E=h ; il magnetone di Bohr;.) 60. la quantizzazione della carica elettrica 61. l elettron-volt (ev)

7 62. le costanti elettrica K e e magnetica K m nel sistema internazionale (SI) (dimensioni, valore numerico e relazione) 63. la definizione operativa di carica elettrica e di corrente elettrica 64. intensità ed intensità media di un onda elettromagnetica piana 65. densità di energia elettromagnetica nel vuoto 66. energia elettrica in un condensatore carico 67. energia magnetica in un solenoide percorso da corrente 68. potenza dissipata attraverso un materiale ohmico (effetto Joule) 69. l equazione delle fem per un circuito RCL con batteria V o 70. effetto Hall (come si misura un campo magnetico) 71. polarizzazione (legge di Malus dei filtri polaroid I( ) =I 0 cos 2 ) 72. equazioni dell elettrostatica e della magnetostatica 73. il potenziale elettrico e il potenziale vettore come generatori dei campi E e B (enunciato teorema di Helmholtz) 74. il trasformatore 75. la batteria 76. conduttori, isolanti 77. il galvanometro 78. come si misura un corrente elettrica 79. come si misura un potenziale elettrostatico 80. la forza magnetica su di un conduttore percorso da corrente