28626 - FISICA GENERALE T-A (A-K)

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2021/2022

Conoscenze e abilità da conseguire

Maturazione di concetti basilari della Fisica generale (con particolare riguardo alla Meccanica del punto) nel linguaggio dell' analisi matematica, del calcolo vettoriale e integrale. Acquisizione della metodologia scientifico-tecnica necessaria per affrontare in termini quantitativi i problemi di fisica.

Contenuti

Elementi di Algebra Vettoriale- Definizione di scalare, vettore libero, vettore applicato, versore. Operazioni tra vettori e loro proprieta`: 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.

Cenni di calcolo integrale e differenziale- Rapporto incrementale, definizione di derivata, significato geometrico di derivata, derivate di alcune funzioni elementari, derivate parziali. Integrali: primitiva, integrale indefinito e definito, significato geometrico di integrale, integrali di alcune funzioni elementari.

Cinematica del punto materiale- Vettori posizione, velocita`, accelerazione: definizioni, unita` di misura e dimensioni, rappresentazione vettoriale e cartesiana. Problema inverso della cinematica. Alcuni tipi di moto: rettilineo uniforme, rettilineo uniformemente accelerato, moto circolare uniforme, moto circolare accelerato, moto curvilineo in 2 dimensioni. Velocita` angolare, accelerazione centripeta.

Dinamica del Punto Materiale: Definizione di forza. Primo, secondo e terzo principio della dinamica. Sistemi di riferimento inerziali. Massa inerziale. Unita` di misura di massa e forza. Diagrammi di corpo libero. Forza peso, forza elastica, attrito statico, attrito dinamico, forza viscosa. Definizione di lavoro di una forza. Definizione di energia cinetica. Teorema delle forze vive. Calcolo del lavoro nel caso di forza costante, forza peso, forza elastica, attrito radente dinamico. Forze conservative e non. Proprieta` delle forze conservative. Definizione di energia potenziale. Calcolo dell'energia potenziale per forza peso e forza elastica. Definizione di energia meccanica. Legge di conservazione dell'energia meccanica. Trasformismo dell'energia.

Dinamica dei sistemi di punti materiali: Forze interne ed esterne. Quantita` di moto, impulso, teorema dell'impulso per un punto materiale e per un sistema di punti. Urti elastici e perfettamente anelastici in una e due dimensioni. Centro di massa per sistemi discreti e continui. Densita`. Teoremi del centro di massa. Moto di rotazione attorno ad un asse fisso. Momento della forza, momento angolare, teorema del momento dell'impulso per un punto materiale e per un sistema di punti, con polo fisso. Conservazione della quantita` di moto totale e del momento angolare totale. Equazioni cardinali della dinamica. Lavoro, teorema delle forze vive, conservazione dell'energia meccanica per un sistema di punti.

Corpi rigidi: Definizione di corpo rigido. Moto di rotazione attorno ad un asse fisso. Momento d'inerzia. Il teorema di Huygens-Steiner. Grandezze dinamiche e leggi di conservazione. Energia cinetica di rotazione. Equazioni della statica del corpo rigido.

Testi/Bibliografia

I testi sotto elencati sono consigliati, ma non obbligatori. Buoni appunti presi durante le lezioni, integrati dalla consultazione di testi come quelli elencati, saranno sufficienti per la preparazione dell'esame finale. 

I compiti degli appelli scritti degli anni precedenti ed ulteriori esercizi con soluzioni sono reperibili tramite username e password al sito "Virtuale" (Virtual learning Environment) di UniBO

Testi consigliati:

G. Vannini, Gettys Fisica 1, Meccanica e termodinamica, Mc Graw Hill Education

R.A. Serway, J.W. Jewett Jr, Fisica per Scienze e Ingegneria - Volume primo, Ed. EdiSES  

P. Mazzoldi, M. Nigro, C. Voci, Fisica vol. 1,Ed. EdiSES 

S. Focardi, I. Massa e A. Uguzzoni: Fisica Generale - Meccanica e Termodinamica, Casa Editrice Ambrosiana.

Metodi didattici

L'insegnamento di compone di 6 CFU, corrispondenti a 60 ore di lezioni frontali. Queste sono svolte alla lavagna e comprendono sia spiegazioni di grandezze e concetti della fisica newtoniana, sia la soluzione di esercizi pratici per aumentare la comprensione della parte teorica e trasmettere la metodologia scientifico-tecnica necessaria per affrontare in termini quantitativi i problemi di fisica. Supporto di slides powerpoint.

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 in presenza prevede una prova scritta della durata di 2 ore (tipicamente con 3 problemi e 3 domande a risposta aperta sulla parte teorica del corso) e un eventuale colloquio orale (facoltativo) di circa 15-20min  su tutto il programma svolto.

In caso di esame solo online, la modalita` potra` essere la stessa descritta sopra, oppure lo scritto ha avra` una durata di circa 30min e dara` (o meno) accesso alla prova orale (obbligatoria) di circa 15-20min.

Le regole dell'esame ed ogni eventuale variazione apportata in corso d'opera sono dettagliate nelle sezioni "Contenuti Utili" e "Avvisi" del sito web docente:

https://www.unibo.it/sitoweb/barbara.lanzoni3/contenuti-utili/fe606474

Strumenti a supporto della didattica

Esercizi e soluzioni disponibili online al sito "Virtuale" (Virtual learning Environment) di UniBO

Servizio di tutorato.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Barbara Lanzoni