DALMINE
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Al termine del corso, lo studente avrà acquisito familiarità con i concetti fondamentali della meccanica del punto materiale, dei sistemi di punti materiali, del corpo rigido, della meccanica dei fluidi e della termodinamica. Sarà in grado di utilizzare le principali grandezze fisiche e le relative unità di misura, applicare le leggi della cinematica e della dinamica, impiegare i principi di conservazione dell’energia, della quantità di moto e del momento angolare, e analizzare semplici sistemi meccanici e termodinamici.
Particolare attenzione sarà dedicata alla capacità di impostare correttamente un problema fisico, individuando il sistema di riferimento, le grandezze rilevanti, le interazioni presenti e le leggi fisiche appropriate. Lo studente sarà inoltre guidato a verificare la coerenza dimensionale dei risultati, a interpretarne il significato fisico e a valutarne la plausibilità.
Prerequisiti
Per seguire proficuamente l’insegnamento sono richieste conoscenze di base relative alle grandezze fisiche, alle unità di misura e agli argomenti di fisica previsti dagli Obblighi Formativi Aggiuntivi (OFA).
Sono inoltre richiesti strumenti matematici di base, con particolare riferimento al calcolo vettoriale elementare, alle operazioni di derivata e integrale, alla manipolazione algebrica di equazioni, alla geometria analitica e alla trigonometria.
È infine richiesta la capacità di interpretare grafici e di utilizzare in modo corretto il linguaggio matematico necessario alla descrizione quantitativa dei fenomeni fisici
Metodi didattici
Sono inoltre previste lezioni dedicate specificamente alle esercitazioni, durante le quali verranno affrontati problemi rappresentativi degli argomenti del corso. Tali attività saranno finalizzate a consolidare la comprensione dei concetti teorici, a sviluppare la capacità di impostare correttamente un problema fisico e a guidare lo studente nell’uso appropriato degli strumenti matematici necessari alla soluzione.
Una parte significativa dell’apprendimento è affidata alla partecipazione attiva dello studente durante le lezioni, allo studio regolare e allo svolgimento autonomo degli esempi e degli esercizi proposti. La rielaborazione personale delle soluzioni discusse costituisce un elemento essenziale per acquisire una comprensione profonda della materia e per sviluppare autonomia nell’applicazione dei metodi della fisica.
Verifica Apprendimento
La verifica dell'acquisizione delle conoscenze richieste avverrà tramite esame scritto ed (eventualmente) orale.
Se si è superato l’esame scritto con una valutazione >21, l'esame orale è da ritenersi facoltativo.
Coloro i quali non hanno superato e registrato gli ofa, non possono sostenere l'esame.
Il docente si riserva la facoltà di richiedere un colloquio orale integrativo, anche successivamente allo svolgimento della prova scritta, qualora ciò sia ritenuto necessario ai fini della verifica dell’effettiva acquisizione delle conoscenze e competenze previste dagli obiettivi formativi dell’insegnamento e della corretta attribuzione della valutazione.
Al fine di garantire l'efficace organizzazione delle prove d'esame, il docente può prevedere l'impossibilità di sostenere la prova scritta nell'appello immediatamente successivo per gli studenti che abbiano riportato una valutazione gravemente insufficiente (<5) o che, essendosi iscritti, non si siano presentati senza documentata giustificazione o tempestiva cancellazione (entro 2 giorni dalla prova, tramite mail)
Contenuti
Cinematica del punto materiale
- Vettori, analisi dimensionale e variabili cinematiche.
- Traiettoria, legge oraria, posizione, spostamento, velocità e accelerazione.
- Moto rettilineo uniforme.
- Moto rettilineo uniformemente accelerato.
- Moto verticale di un corpo.
- Velocità e accelerazione in funzione della posizione.
- Moto curvilineo.
- Moto armonico.
- Moto circolare.
- Moto parabolico.
Dinamica del punto materiale
- Principi della dinamica newtoniana.
- Quantità di moto e impulso.
- Forza peso.
- Reazione vincolare.
- Forza di attrito radente.
- Tensione dei fili.
- Forza elastica.
- Equilibrio statico e dinamico.
- Piano inclinato.
- Pendolo semplice.
Lavoro, energia e principi di conservazione
- Lavoro e potenza.
- Teorema dell’energia cinetica.
- Forze conservative e non conservative.
- Energia potenziale gravitazionale.
- Energia potenziale elastica.
- Conservazione dell’energia meccanica.
- Applicazioni del principio di conservazione dell’energia.
- Momento della forza.
- Momento angolare.
Dinamica dei sistemi di punti materiali
- Centro di massa.
- Sistema di riferimento del centro di massa e sistema di riferimento del laboratorio.
- Equazioni cardinali della dinamica dei sistemi.
- Teoremi di König per il momento angolare e per l’energia cinetica.
- Conservazione della quantità di moto.
Corpo rigido
- Definizione di corpo rigido.
- Densità e posizione del centro di massa.
- Equilibrio statico del corpo rigido.
- Moto del corpo rigido.
- Rotazioni rigide attorno a un asse fisso.
- Calcolo dei momenti di inerzia.
- Teorema di Huygens-Steiner.
- Moto di puro rotolamento.
- Impulso angolare.
Urti
- Urti tra punti materiali: urti elastici, anelastici e completamente anelastici.
- Urti tra corpi rigidi e punti materiali.
Meccanica dei fluidi
- Proprietà meccaniche dei fluidi.
- Pressione.
- Equilibrio statico di un fluido in presenza della forza peso.
- Legge di Stevino.
- Superfici isobariche, vasi comunicanti e barometro di Torricelli.
- Principio di Archimede e applicazioni.
- Moto di un fluido in regime stazionario.
- Legge di Leonardo.
- Teorema di Bernoulli e applicazioni.
- Viscosità.
Termodinamica
- Sistemi termodinamici.
- Equilibrio termodinamico.
- Calorimetria.
- Cambiamenti di fase e calore latente.
- Trasformazioni reversibili e irreversibili.
- Primo principio della termodinamica.
- Energia interna.
- Equazione di stato dei gas perfetti.
- Legge di Boyle.
- Leggi di Gay-Lussac.
- Relazione di Mayer.
- Trasformazioni dei gas ideali: isoterme, isobare, isocore e adiabatiche.
- Ciclo di Carnot.
- Ciclo frigorifero.
- Diagramma p-V dei liquidi reali e trasformazioni di fase.
- Secondo principio della termodinamica.
- Teorema di Carnot.
- Teorema di Clausius.
- Entropia e calcolo delle variazioni di entropia.
- Principio di aumento dell’entropia.
Altre informazioni
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