- Docente: Luigi Guiducci
- Crediti formativi: 6
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Luigi Guiducci (Modulo 1) Luigi Guiducci (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea in Ingegneria gestionale (cod. 0925)
Contenuti
Prerequisiti/Propedeuticità consigliate.
L’allievo che accede a questo insegnamento conosce la matematica di base normalmente insegnata in un Liceo Scientifico: algebra, trigonometria, studio di funzioni, calcolo di derivate e di semplici integrali, e sa come utilizzarla nella risoluzione di equazioni ed espressioni. Tali argomenti sono comunque brevemente richiamati nelle prime lezioni del corso.
Tutte le lezioni sono tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per utilizzare il materiale didattico fornito.
Programma
Introduzione: Introduzione al corso. Il Metodo Scientifico. Esperimenti, leggi, modelli. Grandezze Fisiche e misurazione, il Sistema Internazionale. Riassunto di trigonometria di base.
Cenni di calcolo differenziale: derivate e integrali
Cinematica unidimensionale: Introduzione alla cinematica del punto materiale. Moti rettilinei, velocità e accelerazione. Problema inverso. Moto dei gravi.
Elementi di Algebra Vettoriale: Grandezze fisiche scalari e vettoriali. Definizione di scalare, vettore libero, vettore applicato, versore. Operazioni tra vettori e loro proprietà: somma, differenza tra vettori, prodotto tra un vettore uno scalare, prodotto scalare, prodotto vettoriale. Definizione di componente. Rappresentazione cartesiana. Derivata di un versore, derivata e integrale di un vettore.
Cinematica del punto materiale: moto nello spazio: Vettori posizione, velocità, accelerazione: definizione, rappresentazione vettoriale e cartesiana. Traiettoria e rappresentazione intrinseca del moto, accelerazione tangenziale ed accelerazione centripeta. Esempi di moto in due dimensioni: moto di un proiettile, moto circolare uniforme e accelerato. Grandezze angolari. Moto relativo e trasformazioni di Galileo.
Dinamica del punto materiale: Introduzione alla dinamica. Definizione di forza e unità di misura. Leggi della dinamica di Newton. Sistemi di riferimento inerziali. Reazioni vincolari. Forza peso. Forze di attrito radente statico e dinamico. Moto di un punto materiale lungo un piano inclinato con e senza attrito. Forze centripete: moto circolare, pendolo conico. Forza elastica. Lavoro, potenza. Teorema dell'energia cinetica. Forze conservative e non conservative. Forze conservative ed energia potenziale. Energia meccanica, conservazione dell'energia meccanica in un sistema conservativo. Diagrammi energetici, equilibrio stabile e instabile, punti di inversione del moto. Energia potenziale della forza peso e della forza elastica. Sistemi di riferimento non inerziali e forze fittizie. Energia meccanica in presenza di forze non conservative. Principio di conservazione dell'energia, energia interna di un sistema.
Meccanica dei sistemi di punti materiali: Quantità di moto. Impulso di una forza e teorema dell'impulso. Sistemi di punti materiali. Centro di massa. Esempi di calcolo del centro di massa per corpi continui. Moto del centro di massa. Conservazione della quantità di moto per i sistemi isolati. Urti: classificazione, quantità conservate. Casi notevoli di urti in una dimensione. Urti in due dimensioni. Pendolo balistico. Momento di una forza. Momento angolare per un punto materiale. Variazione del momento angolare e momento della forza.
Introduzione alla gravitazione universale: leggi Keplero, legge di Newton, derivazione delle leggi di Keplero dalla legge di Newton, esempi. Legge di Keplero applicata al moto dei satelliti terrestri; orbita geostazionaria; energia potenziale gravitazionale; energia meccanica di pianeti e satelliti; velocità di fuga.
Meccanica del corpo rigido: definizione di corpo rigido e introduzione alla cinematica e dinamica rotazionale dei corpi rigidi. Gradi di libertà di un sistema. Relazione tra grandezze lineari e angolari. Energia cinetica rotazionale di un corpo rigido e momento d'inerzia. Momento angolare di un sistema di punti. Equazioni cardinali della meccanica. Moto di rotazione di un corpo rigido attorno ad asse fisso. Teorema di Steiner. Considerazioni energetiche sul moto rotatorio (lavoro, potenza). Teorema lavoro energia per il moto rotatorio. Generalizzazione del teorema lavoro energia. Energia meccanica per un sistema di corpi. Conservazione del momento angolare e urti con corpi rigidi vincolati ad un asse. Caratteristiche del moto di rotolamento puro e del moto di rotolamento con strisciamento. Cenni di statica.
Oscillazioni: oscillatore armonico semplice (forza elastica); pendolo di torsione; pendolo semplice; pendolo fisico.
Testi/Bibliografia
I testi sotto elencati sono consigliati, ma non obbligatori. Si consiglia comunque l'adozioe di almeno un testo, a integrazione degli appunti presi durante le lezioni.
Metodi didattici
Il corso consiste di lezioni frontali in aula, organizzate in spiegazioni teoriche, applicazioni pratiche ed esercizi.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
L'esame finale mira a verificare il raggiungimento degli obiettivi didattici, ovvero la comprensione dei fondamenti della fisica newtoniana e l'acquisizione della metodologia scientifico-tecnica necessaria per affrontare in termini quantitativi i problemi di fisica.
L'esame prevede una prova scritta della durata di 2 ore che include due o tre esercizi, e una domanda a risposta aperta e sei domande a scelta multipla sulla parte teorica del corso. È prevista una prova orale di circa 15-20min su tutto il programma svolto: la prova orale è facoltativa, tranne che nel caso sia stata ottenuta allo scritto una sufficienza condizionata allo svolgimento dell'orale ("18o"), o a discrezione del docente.
Alcune regole per lo scritto:
- iscrizione obbligatoria su AlmaEsami fino a circa 2 giorni prima
- documento riconoscimento necessario al momento dello scritto (badge universitario, o carta di identità, o patente)
- solo calcolatrice non programmabile: no libri, no appunti, no cellulare/smartphone, no dispositivi elettronici.
- non si esce dall’aula prima della consegna definitiva dello scritto
- scritto superato se voto ≥ 18
- voto massimo (compito PERFETTO): 28
- le 6+1 domande di TEORIA hanno un peso importante sul voto finale (circa il 55%)
- pubblicazione online (vedere sito del docente) dei risultati dello scritto qualche giorno dopo la prova
- scritto valido nella stessa sessione (cioè l'orale puo' essere dato in un qualunque appello della sessione nella quale si è fatto lo scritto)
- se si viene respinti all'orale o si rifiuta il voto dell'orale è necessario ripetere lo scritto
- se lo scritto viene ripetuto, il precedente viene dimenticato (fa fede l’ultimo voto)
Alcune regole per l'orale o la verbalizzazione:
- appello qualche giorno dopo la pubblicazione dei risultati dello scritto
- iscrizione obbligatoria su AlmaEsami fino a circa 1 giorno prima
- orale su tutto il programma svolto
- con l'esame orale, il voto dello scritto può aumentare ma può anche diminuire o si può essere respinti
- chi non supera l'orale o rifiuta il voto deve rifare anche lo scritto
- l'orale deve essere sostenuto nella stessa sessione dello scritto
- se si sceglie di non sostenere l’orale, potrà essere verbalizzato il voto dello scritto; in questo caso è necessario inviare una mail al docente per dichiarare che non si intende sostenere l’orale e si chiede la verbalizzazione del voto dello scritto. Nella mail, indicare NOME, COGNOME, MATRICOLA, la DATA e il VOTO dello scritto sostenuto. LA MAIL DEVE ESSERE INVIATA AL DOCENTE UTILIZZANDO L'INDIRIZZO ISTITUZIONALE (@studio.unibo.it)
Strumenti a supporto della didattica
Di norma le lezioni sono tenute senza l'ausilio di trasparenze, utilizzando la lavagna tradizionale e il gesso. Per questo la frequenza alle lezioni, sebbene non obbligatoria, è considerata molto utile. Durante il corso si terranno regolarmente esercitazioni nel corso delle quali sarà lasciato agli studenti il tempo necessario ad impostare autonomamente la soluzione dei problemi proposti, e saranno incoraggiate discussioni tra gli studenti e tra studenti e docente su concetti, principi e formule necessari alla comprensione degli stessi. Se possibile dal punto di vista organizzativo, verso la fine del corso sarà organizzata una "simulazione" di prova scritta, a cui seguirà una autovalutazione da parte degli studenti, con la guida del docente. Occasionalmente potranno essere proiettati brevi filmati, grafici, disegni e altro materiale utile a facilitare la comprensione di alcuni concetti.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Luigi Guiducci