Obiettivi Formativi :

Il corso si propone di far acquisire agli studenti le nozioni fondamentali di meccanica ed inoltre quella base metodologica caratteristica del metodo scientifico ed indispensabile per un futuro ingegnere.

Programma :

Il metodo scientifico e le misure
Definizione delle grandezze fisiche. Sistemi di unità di misura ed equazioni dimensionali. Errori di misura.

Vettori
Vettori e versori. Somma e sottrazione di vettori, prodotto scalare e prodotto vettoriale. Derivata di un vettore. Vettori in sistemi di riferimento cartesiano ortogonale. Componenti dei vettori. Vettore posizione.

Moto rettilineo e moto in due e tre dimensioni
Velocità media. Velocità istantanea. Accelerazione. Traiettoria. Legge oraria del moto. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Moto del proiettile. Moto circolare uniforme. Velocità angolare. Accelerazione angolare. Accelerazione tangenziale e normale. Raggio di curvatura. Moto relativo.

Forza e moto
Principio di relatività. Principio d'inerzia. Sistemi di riferimento inerziali. Sistemi di riferimento non inerziali. Definizione operativa della forza. Secondo principio della dinamica. Terzo principio della dinamica. Forza normale. Forza gravitazionale. Forza elastica. Tensione. Piano inclinato. Forze apparenti. Forza centrifuga. Attrito.

Energia cinetica e lavoro
Lavoro. Teorema dell’energia cinetica. Potenza.

Energia potenziale e conservazione dell’energia
Forze conservative. Funzione potenziale. Energia potenziale. Teorema di conservazione dell'energia meccanica. Lavoro di forze non conservative. Energia potenziale e condizioni d'equilibrio.

Sistemi di punti materiali
Sistemi di punti materiali. Forze esterne e forze interne. Centro di massa. Seconda legge di Newton per un sistema di punti materiali. Quantità di moto. Quantità di moto totale e velocità del centro di massa. Principio di conservazione della quantità di moto. Energia cinetica totale di un sistema di particelle. Sistemi a massa variabile.

Urti
Impulso e quantità di moto. Teorema dell'impulso. Quantità di moto ed energia cinetica negli urti. Urti elastici ed anelatici.

Rotazione
Variabili angolari. Energia cinetica rotazionale. Momento d’inerzia. Momento della forza. Seconda legge di Newton per il moto rotatorio. Lavoro ed energia cinetica rotazionale.

Rotolamento, momento della forza e momento angolare
Rotolamento. Energia cinetica nel rotolamento. Momento angolare. Seconda legge di Newton in forma angolare. Momento di un sistema di particelle. Principio di conservazione del momento angolare. Momento angolare di un corpo rigido che ruota attorno ad un asse fisso. Assi principali d’inerzia.

Equilibrio ed elasticità
Condizioni per l’equilibrio. Leggi della statica dei corpi rigidi. Centro di gravità. Esempi di equilibrio statico.

Gravitazione
Legge di gravitazione di Newton. Energia potenziale gravitazionale. Leggi di Keplero. Forza gravitazionale ed accelerazione di gravità. Forza peso. Orbita dei pianeti e degli oggetti celesti.

Fluidi
Fluidi e sistemi continui. Azioni meccaniche sui fluidi. Forze di superficie e forze di volume. Pressione. Fluido perfetto. Statica dei fluidi. Idrostatica nel campo della gravità. Legge di Stevino. Pressione idrostatica. Pressione atmosferica. Barometro. Principio d’Archimede. Teorema di Pascal. Dinamica dei fluidi perfetti. Regime laminare e regime turbolento. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Effetto Venturi. Portanza.

Oscillazioni
Moto armonico semplice. Pendolo semplice. Pendolo fisico. Equazioni dinamiche dell'oscillatore armonico. Forze viscose di resistenza del mezzo. Moto di un grave sottoposto a forza di resistenza viscosa. Moto oscillatorio smorzato. Oscillazioni forzate e risonanza.

Testi di Riferimento :

1. D. Halliday, R. Reasnick, J. Walker Fondamenti di Fisica – Meccanica, Termologia Quinta edizione Casa Editrice Ambrosiana

2. R.G.M. Caciuffo, S. Melone Fisica Generale - Meccanica e Termodinamica Masson Editoriale Veschi.

3. C. Mencuccini, V. Silvestrini Fisica I Liguori Editore.

4. D. Halliday, R. Resnick Fisica - Volume 1 Casa Editrice Ambrosiana.

5. H.C. Ohanian Fisica - Volume 1 Zanichelli.

Modalità di svolgimento dell’esame :

Scritto.

Ricevimento Studenti :

Lunedì dalle 10.00 alle 12.00.