Obiettivi formativi
<br />Il corso fornisce allo studente i concetti fondamentali della meccanica classica integrandoli con esercitazioni scritte. L'attenzione dello studente è focalizzata sui teoremi fondamentali della meccanica e, in particolare, insiste sulla comprensione e sull'applicazione dei teoremi di conservazione.
Prerequisiti
L'apprendimento del corso è facilitato da una buona preparazione matematica di scuola superiore, ma no sono richieste propedeuticità particolari.
Contenuti dell'insegnamento
<br />Evoluzione storica del pensiero scientifico. Galileo, Newton, Einstein e Planck. <br />Grandezze fisiche. Misura di una grandezza fisica. Unità fondamentali e derivate. Principio di omogeneità delle grandezze fisiche. Unità di lunghezza, massa e tempo. Sistemi di unità di misura. <br />Cinematica del punto materiale. Osservatore e sistema di riferimento. Equazioni cinematiche del moto. Velocità ed accelerazione. Moti lineari e circolari.<br />Sistema di particelle. Gradi di libertà di un sistema di particelle. Corpo rigido. Velocità ed accelerazione dei punti di un corpo rigido. Moto di traslazione e di rotazione. Moti relativi, composizione delle velocità e delle accelerazioni.<br />Natura di spazio e tempo nella meccanica classica. Limiti di validità della meccanica classica. Principio di causalità. Concetto di forza. La dinamica di Newton e i sistemi di riferimento inerziali. Le leggi di forza. Dinamica nei sistemi di riferimento non inerziali. <br />Lavoro di una forza. Calcolo del lavoro di forza peso, forza elastica, forza gravitazionale e forza coulombiana. Teorema lavoro-energia. Forze conservative ed energia potenziale o configurazionale. Forze.non conservative. Conservazione dell’energia meccanica e principio di conservazione dell’energia. Energia vibrazionale di una molecola biatomica e sua approssimazione nel modello a molla. Oscillazioni armoniche ed anarmoniche.<br />Dinamica di un sistema di particelle. Centro di massa del sistema. Quantità di moto di una particella e di un sistema di particelle. Teorema del centro di massa. Conservazione della quantità di moto. Momento di una forza. Momento angolare di una particella e di un sistema di particelle. Equazione del moto rotazionale. Teorema di conservazione del momento angolare. Energia cinetica e momento angolare di un sistema di particelle. Separazione del moto traslazionale da quello rotazionale. Energia cinetica e momento angolare di un corpo rigido. Momenti d’inerzia e loro proprietà. Teorema degli assi paralleli. Dinamica dei corpi rigidi. Equazione del moto per rotazione attorno ad un asse fisso. Dinamica del moto di precessione. Equilibrio dei corpi rigidi.<br />Forze dipendenti dal tempo. Teorema dell’impulso. Urti elastici ed anelatici. Urti in due dimensioni. <br />Equazione di Newton dell’oscillatore armonico in una dimensione. Soluzione dell’equazione. Considerazioni energetiche. Oscillatore armonico smorzato e oscillazioni forzate. Oscillazioni armoniche di una molecola biatomica.<br />La gravitazione universale e le leggi di Keplero. <br />Dinamica dei fluidi. Principi di Archimede e di Pascal. Equazione di Bernoulli.
Programma esteso
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Bibliografia
<br />Testo di riferimento:<br />D.HALLIDAY, R.RESNICK, K.S.KRANE: « Fisica », Vol. 1, Editrice Ambrosiana, Milano.<br /><br />Testi integrativi:<br /><br />C.KITTEL, W.D.KNIGHT, M.A.RUDEMAN: « La Fisica di Berkely »,<br />Vol. 1- Meccanica, Zanichelli, Bologna.<br /><br />H.C.OHANIAN: « Fisica », Vol. 1, Zanichelli, Bologna.<br /><br />M.ALONSO, E.J.FINN: « Elementi di Fisica per l?Università<br />», Vol. 1, Masson Italia, Milano.<br /><br />E. HECHT: « Fisica 1», Zanichelli, Bologna.
Metodi didattici
<br />L'insegnamento prevede lezioni orali integrate da esercitazioni pratiche esemplificative della materia insegnata. Sono disponibili sia dispense su alcuni aspetti della materia insegnata sia una collezione di problemi che gli studenti sono invitati a risolvere per la preparazione dell'esame scritto. Gli studenti possono usufruire, generalmente a richiesta, del tutoraggio del docente. <br />Le conoscenze acquisite dagli studenti sono accertate mediante una prova scritta seguita da una prova orale. Il superamento della prova scritta è condizione necessaria per sostenere la prova orale entro un anno solare. Se la prova scritta non viene superata, gli studenti possono presentarsi all'appello successivo anche nella stessa sessione d'esami. Se la prova orale non viene superata, gli studenti dovranno ripetere la prova scritta prima di sostenere una nuova prova orale.
Modalità verifica apprendimento
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Altre informazioni
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