Introduzione. La legge fisica e il procedimento per giungere ad una teoria; grandezze fisiche; grandezze fondamentali e derivate; unità di misura; equazioni dimensionali.

Cinematica. Posizione e spostamento; grandezze vettoriali; operazioni di somma e differenza tra vettori. Traiettoria e legge oraria; velocità media e velocità istantanea. Moto rettilineo uniforme. Accelerazione media e istantanea; moto uniformemente accelerato; caduta di un grave. Lancio di un grave verso l’alto; moto parabolico. Moto circolare uniforme: vettori posizione, velocità tangenziale e acclerazione centripeta. Velocità e accelerazione angolari. Velocità angolare vettoriale, con v=ω×r. Prodotto vettoriale: definizione, significato e proprietà. Moto armonico.

Dinamica del punto materiale. I principi di Newton: massa e forza. La forza peso. Oggetto su un piano e reazione vincolare. Piano inclinato; corpo sospeso; pendolo semplice. Forza elastica e oscillatore armonico libero. Attrito statico e dinamico. Attrito viscoso e velocità limite. Definizione di lavoro compiuto da una forza; prodotto scalare: definizione, significato e proprietà. Lavoro compiuto da una forza elastica e dalla forza peso. Energia cinetica; teorema lavoro-energia cinetica. Lavoro, potenza, energia cinetica. Forze e sistemi conservativi. Energia potenziale e conservazione dell’energia meccanica; esempi: la forza peso e la forza elastica. Energia potenziale ed equilibrio. Forze e sistemi non conservativi e conservazione dell’energia nel caso generale. Forze centrali e loro conservatività. Legge di gravitazione universale, energia potenziale gravitazionale. Cenni al concetto di campo e campo gravitazionale.

Dinamica dei sistemi e corpo rigido. Centro di massa: posizione, velocità, accelerazione. Moto del centro di massa e prima equazione cardinale della dinamica. Impulso di una forza e quantità di moto; conservazione della quantità di moto. Urti: urti unidimensionali elastici e anelastici; urti in due e tre dimensioni. Il pendolo balistico. Definizioni di corpo rigido e momento di una forza. Baricentro e centro di massa. Equilibrio traslazionale e rotazionale di un corpo. Energia cinetica di rotazione e momento di inerzia di un corpo rigido. Teorema di Hyugens-Steiner (enunciato). Energia cinetica totale per un corpo che trasla e ruota. Corpo rigido che rotola. Momento angolare di un punto materiale; momento angolare totale e rotazione di un corpo rigido. Conservazione del momento angolare. Equazioni cardinali. Lavoro compiuto durante la rotazione e teorema lavoro-energia per la rotazione.

Oscillazioni e onde. Impulsi e onde: caratteristiche generali e rappresentazione; funzione d’onda. Onde longitudinali e trasversali. Equazione di D’Alembert. Onde armoniche ed equazione di D’Alembert per le onde armoniche. Interferenza di onde armoniche; gruppo e pacchetto d’onde (cenni); onde stazionarie. Il suono: caratteristiche generali; i caratteri del suono.

Fluidi. Principi di Stevino; legge di Pascal; legge di Archimede. Portata e flusso laminare; teorema di Bernoulli.