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00 Grandezze fisiche, stime, equilibrio
- Che cos’è una grandezza fisica
- Notazione scientifica e ordini di grandezza
- Stime di Fermi
- Vettori: operazioni e componenti
- La forza come vettore
- Equilibrio del punto materiale
- Corpo rigido ed equilibrio rotazionale
- Pressione
- Il principio di Archimede
- Teorema di Bernoulli
- Limiti del modello e regime turbolento
- Che cosa vuol dire misurare?
00b Metodo sperimentale
01 Cinematica
- Le quattro grandezze del moto
- Le quattro equazioni fondamentali
- Galileo e il metodo sperimentale
- Notazione vettoriale per componenti
- Legge oraria in due dimensioni
- Moto accelerato e moto parabolico
- Periodo, frequenza e velocità angolare
- Velocità tangenziale e accelerazione centripeta
- Lo spazio, il tempo e la scelta dell’origine
02 Forze e leggi di Newton
- Forze a distanza e forze di contatto
- Dal diagramma di interazione al corpo libero
- Prima legge (principio di inerzia)
- I Principia di Newton
- Seconda legge di Newton
- La massa: inerziale o gravitazionale?
- Terza legge (azione e reazione)
- Attrito statico
- Attrito dinamico
03 Piano inclinato e moto circolare
04 Energia e lavoro
- Joule e l’equivalente meccanico del calore
- Energia cinetica
- Energia potenziale gravitazionale
- Energia potenziale elastica
- Definizione e formula del lavoro
- Il teorema generale del bilancio energetico
- Il lavoro dell’attrito
- L’energia: una valuta che si conserva
04b Oscillazioni e moto armonico
- L’equazione del moto armonico semplice
- La soluzione: seno e coseno
- Piccole oscillazioni e periodo del pendolo
- Tutte le piccole oscillazioni sono armoniche
- Oscillazioni forzate e risonanza
- Modi normali dell’oscillatore accoppiato
05 Quantità di moto e urti
- Quantità di moto
- Impulso
- Conservazione della quantità di moto
- Tipi di urto: elastico, anelastico, totalmente anelastico
- Urto elastico in 1D
06 Centro di massa
- Definizione del centro di massa
- Seconda legge di Newton per il CM
- Momento di una forza
- Un punto che non esiste
07 Dinamica rotazionale
- Accelerazione angolare
- Momento d’inerzia
- Seconda legge di Newton per la rotazione
- Corpi che rotolano
- La legge di conservazione
- Impulso angolare
08 Gravitazione universale
- La legge di gravitazione universale di Newton
- Classificazione delle orbite
- Leggi di Keplero
- Velocità di fuga
- Buchi neri e raggio di Schwarzschild
- Satelliti e orbite circolari
- La mela e la Luna
08b Termologia
- Temperatura, termometro ed equilibrio termico
- Le tre scale di temperatura
- Dilatazione termica
- L’anomalia dell’acqua
- Calore latente e cambiamenti di stato
09 Teoria cinetica dei gas
10 Trasformazioni irreversibili e bilancio energetico
11 Entropia
12 Cicli e macchine termiche
13 Forza di Coulomb ed elettrostatica
14 Campo elettrico e potenziale
- Che cos’è il campo elettrico?
- Linee di campo: le cinque regole
- Flusso e lemma di Gauss
- Definizione di potenziale
- Conduttori in equilibrio elettrostatico
- Condensatore piano
- Dielettrici e polarizzazione
15 Circuiti elettrici
- Corrente elettrica
- Prima legge di Ohm
- Legge dei nodi e legge delle maglie
- L’analogia idraulica e i suoi limiti
- Semiconduttori
- Superconduttività
16 Onde
- Onde meccaniche: definizioni
- Interferenza da doppia fenditura (Young)
- Reticolo di diffrazione
- Criterio di Rayleigh e potere risolutivo
- Onde stazionarie
- Effetto Doppler
- Il raggio di luce
- Rifrazione e legge di Snell
- Dispersione cromatica
- Arcobaleno
- Onde: stesso oggetto, mille travestimenti
17 Il campo magnetico
- Il campo magnetico e il tesla
- Linee di campo magnetico
- La forza di Lorentz
- Moto circolare uniforme nel campo magnetico
- Il ciclotrone
- Campo di un filo rettilineo
- Il teorema di Ampère
- Il motore elettrico
- Il magnetismo è elettrostatica più relatività
18 Induzione elettromagnetica
- Circuitazione di E e legge di Faraday-Neumann-Lenz
- La legge di Lenz come principio autonomo
- Correnti di Foucault
- Autoinduzione e induttanza
- Tensione ai capi di un induttore
- L’alternatore e la FEM sinusoidale
19 Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche
- La corrente di spostamento
- Le quattro equazioni di Maxwell
- Velocità delle onde elettromagnetiche
- Vettore di Poynting e intensità
- Filtri polarizzatori e legge di Malus
- Il trasformatore
20 Relatività ristretta
- I postulati di Einstein
- L’orologio a luce
- La dilatazione dei tempi
- La bomba a orologeria relativistica
- Il paradosso dei gemelli
- Composizione relativistica delle velocità
- E = mc²
- Metrica di Schwarzschild e buchi neri
- Onde gravitazionali
- Materia oscura ed energia oscura
21 Introduzione alla meccanica quantistica
- I quattro grandi temi della meccanica quantistica
- La catastrofe ultravioletta
- Il dualismo onda-particella
- Interferenza a singolo elettrone
- L’esperimento di Franck-Hertz
- Principio di indeterminazione
- Che cos’è una misura
- Stati entangled
- Onde, particelle e il problema dell’osservatore
22 La fisica nucleare
- Costituenti del nucleo
- I tre tipi di decadimento
- Fissione nucleare
- Dose assorbita, equivalente ed efficace
- Applicazioni della radioattività
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- Pressure
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- Bernoulli’s Theorem
- Limits of the Model and Turbulent Regime
- What Does It Mean to Measure?
00b Metodo sperimentale
01 Cinematica
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- The four fundamental equations
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- Period, frequency and angular velocity
- Tangential velocity and centripetal acceleration
- Space, time and the choice of origin
02 Forze e leggi di Newton
- Action-at-a-distance forces and contact forces
- From the interaction diagram to the free body
- First law (principle of inertia)
- Newton’s Principia
- Newton’s second law
- Mass: inertial or gravitational?
- Third law (action and reaction)
- Static friction
- Kinetic friction
03 Piano inclinato e moto circolare
04 Energia e lavoro
- Joule and the mechanical equivalent of heat
- Kinetic energy
- Gravitational potential energy
- Elastic potential energy
- Definition and formula of work
- The general energy-balance theorem
- The work of friction
- Energy: a currency that is conserved
04b Oscillazioni e moto armonico
- The equation of simple harmonic motion
- The solution: sine and cosine
- Small oscillations and the period of the pendulum
- All small oscillations are harmonic
- Forced oscillations and resonance
- Normal modes of the coupled oscillator
05 Quantità di moto e urti
- Momentum
- Impulse
- Conservation of momentum
- Types of collision: elastic, inelastic, totally inelastic
- Elastic collision in 1D
06 Centro di massa
- Definition of the centre of mass
- Newton’s second law for the CM
- Moment of a force
- A point that does not exist
07 Dinamica rotazionale
- Angular acceleration
- Moment of inertia
- Newton’s second law for rotation
- Bodies that roll
- The conservation law
- Angular impulse
08 Gravitazione universale
- Newton’s law of universal gravitation
- Classification of orbits
- Kepler’s laws
- Escape velocity
- Black holes and the Schwarzschild radius
- Satellites and circular orbits
- The apple and the Moon
08b Termologia
- Temperature, thermometer and thermal equilibrium
- The three temperature scales
- Thermal expansion
- The anomaly of water
- Latent heat and changes of state
09 Teoria cinetica dei gas
10 Trasformazioni irreversibili e bilancio energetico
11 Entropia
12 Cicli e macchine termiche
13 Forza di Coulomb ed elettrostatica
14 Campo elettrico e potenziale
- What is the electric field?
- Field lines: the five rules
- Flux and Gauss’s lemma
- Definition of potential
- Conductors in electrostatic equilibrium
- Parallel-plate capacitor
- Dielectrics and polarisation
15 Circuiti elettrici
- Electric current
- Ohm’s first law
- The Junction Rule and the Loop Rule
- The hydraulic analogy and its limits
- Semiconductors
- Superconductivity
16 Onde
- Mechanical waves: definitions
- Double-slit interference (Young)
- Diffraction grating
- Rayleigh criterion and resolving power
- Standing waves
- Doppler effect
- The light ray
- Refraction and Snell’s law
- Chromatic dispersion
- Rainbow
- Waves: same object, a thousand disguises
17 Il campo magnetico
- The magnetic field and the tesla
- Magnetic field lines
- The Lorentz force
- Uniform circular motion in a magnetic field
- The cyclotron
- Field of a straight wire
- Ampère’s theorem
- The electric motor
- Magnetism is electrostatics plus relativity
18 Induzione elettromagnetica
- Circulation of E and the Faraday-Neumann-Lenz law
- Lenz’s law as a standalone principle
- Eddy currents
- Self-induction and inductance
- Voltage across an inductor
- The alternator and the sinusoidal EMF
19 Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche
- The displacement current
- The four Maxwell equations
- Speed of electromagnetic waves
- Poynting vector and intensity
- Polarising filters and Malus’s law
- The transformer
20 Relatività ristretta
- Einstein’s postulates
- The light clock
- Time dilation
- The relativistic time bomb
- The twin paradox
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- E = mc²
- The Schwarzschild metric and black holes
- Gravitational waves
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21 Introduzione alla meccanica quantistica
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