30780 - FISICA GENERALE T

Conoscenze e abilità da conseguire

Fare acquisire l'educazione al metodo scientifico-sperimentale ed il significato dei concetti fondamentali riguardanti i Principi della Meccanica, l'energia, il lavoro.

Contenuti

Prerequisiti

L’allievo che accede a questo insegnamento conosce e sa utilizzare la matematica di base, ha conoscenze di trigonometria e di analisi matematica. Padroneggia il concetto di funzione matematica e sa eseguire le operazioni di derivazione e integrazione delle più comuni funzioni di una o più variabili.

Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando l’esame di Analisi Matematica che è consigliato ma non obbligatorio.

Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

Programma

Calcolo Vettoriale
Grandezze scalari e vettoriali. Definizione geometrica di vettore. Definizione geometrica delle operazioni di somma e differenza tra vettori, moltiplicazione di un vettore per uno scalare, prodotto scalare, prodotto vettoriale. Terne cartesiane ortogonali, versori cartesiani, rappresentazione cartesiana dei vettori. Le operazioni tra vettori nella rappresentazione cartesiana. Terne ortogonali locali, coordinate cilindriche.

Cinematica
Il punto materiale, la posizione ed il moto, sistemi di riferimento. Le unità di misura di spazio e tempo. Dimensione di una grandezza fisica, dimensioni fondamentali e derivate, sistema di unità di misura, i sistemi CGS ed MKS. La descrizione del moto, equazione vettoriale del moto, la separazione della equazione vettoriale in traiettoria e legge oraria, la descrizione intrinseca del moto. Definizione della velocità, unità di misura, rappresentazione nel sistema intrinseco, in coordinate cartesiane e cilindriche. Definizione della accelerazione, unità di misura, rappresentazione nel sistema intrinseco, in coordinate cartesiane e cilindriche. Moto rettilineo uniforme, rettilineo uniformemente accelerato, circolare uniforme. Cambiamento del riferimento, moto relativo, trasformazione della posizione, relazioni di Poisson, trasformazione della velocità, trasformazione della accelerazione.

Dinamica del punto materiale
La definizione operativa di forza, il dinamometro, unità di misura della forza. Natura vettoriale delle forze. Vincoli, reazioni vincolari, vincoli lisci e scabri. Condizione per l'equilibrio di un punto materiale. Leggi e principi della statica. Il primo principio della dinamica, esperimenti di Galileo, sistemi di riferimento inerziali. Il secondo principio della dinamica. Interazioni fondamentali. Forza peso, forza gravitazionale, forza elastica, forze di attrito statico e dinamico radente. Moto di un punto vincolato su di una linea. Pendolo semplice. Forze reali e fittizie (cenni).

Lavoro ed Energia
Concetto di lavoro e sua espressione in generale. Teorema delle forze vive. Campi di forza conservativi ed energia potenziale. Teorema di conservazione dell'energia meccanica. Potenza. Lavoro delle forze non conservative.

Dinamica dei sistemi di punti materiali.
Sistemi isolati, forze interne ed esterne. Quantità di moto. Il terzo principio della dinamica: principio di azione e reazione ed enunciato conservativo. Impulso. Teorema dell'impulso e della quantità di moto. Forze impulsive e forze estensive. Urti elastici e anelastici. Semplici problemi d'urto. Risultante delle forze agenti su un sistema n di punti materiali e quantità di moto totale del sistema. Momento risultante polare delle forze agenti su un sistema di n punti materiali e momento angolare. Centro di massa di un sistema di n punti materiali e sue proprietà. Densità. Centro di massa per sistemi omogenei. Equazioni Cardinali.

Dinamica dei sistemi rigidi liberi

Impostazione del problema. Corpo rigido in rotazione attorno ad un asse fisso. Momento angolare di un sistema rigido con asse fisso rispetto all'asse di rotazione. Momento di inerzia. Energia cinetica di un corpo rigido che ruota attorno ad un asse fisso.

Testi/Bibliografia

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

• S. Focardi, I. Massa e A. Uguzzoni: Fisica Generale - Meccanica e Termodinamica, Casa Editrice Ambrosiana.
• A. Bertin, M. Poli, A. Vitale - Fondamenti di Meccanica - Esculapio Editore (Progetto Leonardo)

Eserciziari:

• S. Longhi, M. Nisoli, R. Osellame, S.Stagira, Fisica Sperimentale, Problemi di Meccanica e Termodinamica,
  Società editrice Esculapio s.r.l. - Progetto Leonardo - Bologna.
• S. De Falco, A. Quaranta, Problemi di esame di Fisica Generale, Pitagora editrice, Bologna.
• A. Bertin, S. De Castro, N. Semprini Cesari, A. Vitale, A. Zoccoli, Problemi di Esame di Fisica Generale,
  Società editrice Esculapio s.r.l. - Progetto Leonardo - Bologna.

Metodi didattici

Il corso consiste essenzialmente di lezioni frontali in aula. Le lezioni sono affiancate da esercitazioni nelle quali vengono proposti e risolti in aula esercizi relativi alle parti di programma già viste a lezione. Occasionalmente potrà essere utilizzato un videoproiettore.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento avviene attraverso un esame finale, che accerta l’acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova scritta ed una orale.

La prova scritta consiste di norma di 4 o più quesiti, di cui 2 domande di teoria a risposta libera ed i restanti esercizi sugli argomenti del corso. La prova scritta potrà essere sostituita da 2 o 3 scritti parziali che avranno luogo nelle settimane in cui verrà svolto il corso. Per essere ammessi a sostenere la prova orale è necessario ottenere nella prova scritta un punteggio minimo di 18 punti.

La prova orale consiste in un approfondimento orale con il docente nel quale lo studente deve dimostrare di aver compreso a fondo le nozioni di base della meccanica e di saper descrivere quantitativamente i sistemi meccanici illustrati durante il corso.

Il superamento dell’esame sarà garantito agli studenti che dimostreranno padronanza e capacità operativa in relazione agli argomenti chiave illustrati nell’insegnamento, ed in particolare ai concetti di Lavoro, Energia ed ai Principi della Meccanica . Un punteggio più elevato sarà attribuito agli studenti che dimostreranno di aver compreso ed essere capaci di utilizzare tutti i contenuti dell’insegnamento illustrandoli con capacità di linguaggio, e risolvendo problemi anche complessi. Il mancato superamento dell’esame potrà essere dovuto all’insufficiente conoscenza dei concetti chiave, alla mancata padronanza del linguaggio tecnico o alla mancata o insufficiente capacità operativa.

 

Strumenti a supporto della didattica

L'iscrizione agli esami scritti (obbligatoria) e orali (consigliata) è possibile attraverso il sito almaesami [http://almaesami.unibo.it/almaesami/studenti] . Le liste per gli esami scritti vengono chiuse 7 giorni prima dell'esame; quelle per gli esami orali 2 giorni prima dell'esame.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Sara Valentinetti