Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire una conoscenza organica delle leggi fondamentali della Meccanica classica del punto materiale, con particolare riguardo alla cinematica, alle leggi di Newton ed ai principi di conservazione.<br />
L'obiettivo del corso è duplice. Da una parte si intende fornire gli strumenti analitici che consentano di descrivere la dinamica dei più semplici sistemi meccanici; dall'altra si gettano le basi concettuali per la costruzione dell'edificio teorico della formulazione Newtoniana della Meccanica, propedeutica a formalizzazioni che verranno affrontate in corsi successivi.
Prerequisiti
- Algebra, trigonometria e geometria a livello liceale
Contenuti dell'insegnamento
1. Introduzione e richiami di calcolo vettoriale<br />
Meccanica e Termodinamica classica. Fisica e misura, grandezze fisiche, campioni. Richiami di calcolo vettoriale: proprietà generali delle grandezze vettoriali; versori; scomposizione; prodotto scalare e prodotto vettoriale; rappresentazione cartesiana; derivata di vettori e versori.<br />
2. Cinematica del punto: moto in una dimensione<br />
Schema del punto materiale. Posizione, traiettoria, spostamento, velocità, accelerazione; moto uniforme e moto uniformemente accelerato; corpi in caduta libera. Moto oscillatorio armonico.<br />
3. Dinamica del punto: forza e leggi di Newton<br />
Interazioni, concetto di forza; leggi di Newton; sistemi di riferimento inerziali; massa e peso; quantità di moto e sua conservazione, forma generale della seconda legge di Newton; impulso e teorema dell'impulso.<br />
4. Moto in due e tre dimensioni<br />
Vettori posizione, spostamento, velocità, accelerazione; rappresentazione cartesiana. Rappresentazione intrinseca di traiettoria, velocità e accelerazione. Moto uniforme e uniformemente accelerato; moti piani: moto del proiettile; moti circolari, moto circolare uniforme, accelerazione centripeta; grandezze angolari.<br />
5. Applicazioni delle leggi di Newton<br />
Forze di contatto: tensione, forza normale; forza di attrito radente, statico e dinamico; attrito viscoso; forza elastica e legge di Hooke. Dinamica del moto circolare uniforme: forza centripeta. Pendolo semplice e pendolo conico.<br />
6. Moti relativi<br />
Sistemi inerziali e relatività galileiana. Sistemi di riferimento non inerziali, forze apparenti. Sistemi rotanti: forza di Coriolis. Il sistema di riferimento terrestre. Sistemi in moto roto-traslatorio (cenni).<br />
7. Lavoro ed energia meccanica<br />
Lavoro di una forza costante e di una forza variabile; teorema dell’energia cinetica per un punto materiale. Potenza. Forze conservative e non conservative; energia potenziale: elastica, gravitazionale; energia meccanica totale e sua conservazione in sistemi isolati conservativi; trattazione generale dei sistemi conservativi in una e in tre dimensioni.
Programma esteso
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Bibliografia
Elementi di Fisica – Meccanica - Termodinamica<br />
P. Mazzoldi, M. Nigro e C. Voci<br />
II edizione<br />
Edizioni Scientifiche ed Universitarie (EdiSES), Napoli, 2008<br />
ISBN: 9788879594189<br />
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FISICA 1<br />
Meccanica - Acustica - Termodinamica<br />
R. Resnick, D. Halliday, K. S. Krane<br />
V edizione<br />
Casa Editrice Ambrosiana (CEA), Milano, 2003<br />
ISBN 8840812547<br />
<br />
Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica<br />
S. Focardi, I. Massa e A. Uguzzoni<br />
I edizione<br />
Casa Editrice Ambrosiana (CEA), Milano, 1999<br />
ISBN 8840812725
Metodi didattici
Metodologie di insegnamento<br />
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lezione frontale con ausilio di strumenti audio-visivi multimediali;<br />
esercitazioni in aula (soluzione problemi ed esercizi proposti);<br />
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Una parte del corso sarà dedicata ad esercitazioni in aula. Dopo aver sviluppato la teoria relativa, gli studenti risolveranno con la guida del docente esercizi e problemi in modo da chiarire ed approfondire gli argomenti di teoria svolti. Una selezione di esercizi e problemi per ogni argomento verrà resa disponibile sulla pagina web del corso.<br />
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Metodi di valutazione<br />
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Prove scritte intermedie ed esame finale costituito da una eventuale prova scritta ed un colloquio orale. Agli studenti che abbiano superato positivamente le prove scritte intermedie verrà assegnata una valutazione di accesso al colloquio orale. Tale colloquio avrà lo scopo di definire il voto finale. Per gli studenti che non dovessero raggiungere una valutazione finale complessivamente sufficiente e per coloro che non avessero svolto le prove scritte intermedie si renderà necessario lo svolgimento dell’esame finale costituito da una prova scritta ed un colloquio orale.
Modalità verifica apprendimento
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Altre informazioni
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