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Obiettivi Formativi:

Fornire allo studente le conoscenze base della meccanica del punto materiale e dei corpi rigidi. In particolare: leggi di Newton, sistemi di riferimento inerziali e non inerziali, concetto di energia, conservazione dell'energia, della quantità di moto e del momento angolare.

Programma :

1 Il metodo scientifico
Definizione operativa di una grandezza fisica. Misurazione di una grandezza fisica. Sistemi di unità di misura. Il tempo. Lo spazio. La massa. Il sistema internazionale ed altri sistemi di unità di misura. Dimensione di una grandezza fisica

2. Cinematica del punto materiale
Coordinate spaziali. Spostamento e concetto di moto. Velocità. Accelerazione. Dalla accelerazione alla traiettoria. Alcuni moti particolari. Moto rettilineo uniforme. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Moto piano uniformemente accelerato. Moto circolare. Velocità angolare ed accelerazione angolare. Derivata di un vettore di modulo costante: formula di Poisson. Moto periodico e moto armonico semplice

3. Dinamica del punto materiale
Concetto di interazione. Le interazioni fondamentali. Sistema di riferimento inerziale. La forza. La molla tarata. Carattere vettoriale delle forze. I principi della dinamica classica. Principio di Relatività. Prima legge di Newton: principio d'inerzia. Seconda legge di Newton. Terza legge di Newton: principio di azione e reazione. Momento di una forza e momento della quantità di moto. Sistemi a massa variabile.

4. Esempi di forza
Forza peso. Definizione. Misura statica della forza peso. La forza elastica. Le forze di attrito. Attrito radente. Attrito volvente. Attrito viscoso. Moto in presenza della forza peso. Il pendolo semplice. Esempi di moto in presenza di attrito. Moto sotto l'azione di una forza elastica. Moto armonico semplice. Moto armonico smorzato. Moto armonico forzato e risonanza.

5. Relatività galileiana.
Trasformazioni di Galileo. Covarianza delle leggi della Meccanica Classica.

6. Sistemi di riferimento non inerziali e forze fittizie
Riferimento in moto rettilineo accelerato. Riferimento in moto rotatorio e forza centrifuga. Particella mobile rispetto ad un riferimento rotante e forza di Coriolis.

7. Energia e lavoro
Il lavoro. Lavoro della forza peso. Lavoro di una forza elastica. Potenza dell'oscillatore forzato. Energia Cinetica. Forze conservative e potenziale. Energia potenziale ed energia meccanica. Sistemi ad un grado di libertà. Forza, energia potenziale e condizioni di equilibrio.

8. Sistemi di particelle
Configurazione e centro di massa. Quantità di moto. Prima equazione cardinale. Momento angolare. Seconda equazione cardinale. Energia di un sistema di particelle. Il problema dei due corpi.

9. Leggi di conservazione
Considerazioni generali. Conservazione della quantità di moto. Conservazione del momento angolare. Conservazione dell'energia. Sistema legato. Energia di legame.

10. Urti
Urto elastico. Urto anelastico. Urti bidimensionali.

11. Corpi rigidi
Cinematica del corpo rigido. Dinamica del corpo rigido. Il momento d'inerzia. 1l momento angolare di un corpo rigido. L'energia cinetica di un corpo rigido. Equazioni del moto rotatorio di un corpo rigido. Lavoro ed energia cinetica di rotazione di un solido. Il pendolo fisico ed il pendolo di torsione. Moto di rotolamento di una ruota. La trottola. Statica dei corpi rigidi.

12. Gravitazione
Dalle leggi di Keplero alla legge di gravitazione universale. Il campo gravitazionale. Energia potenziale in un campo gravitazionale. Orbite dei pianeti. Energia e orbite. Teorema di Gauss. Forza peso ed accelerazione di gravità.

Testi di Riferimento :

R.G.M. Caciuffo, S. Melone, Fisica Generale: Meccanica e Termodinamica, ed. Zanichelli

Modalità di svolgimento dell’esame :

scritto/orale

Ricevimento Studenti :

Tutti i giorni