A.A. 2014/2015
Corso di Laurea Triennale in
Fisica
MECCANICA DEL PUNTO, DEI SISTEMI E DEI FLUIDI
Codice SCC0100
Meccanica del punto, dei sistemi e dei fluidi (Mod 1)
Aldo Treves
CFU
SSD
Lezioni
Esercitazioni
Laboratorio
(ore)
(ore)
(ore)
6
FIS/02
48
[inserire voce: es.
attività di campo;
seminari; uscite;…]
(ore)
Anno
Lingua
I
Italiano
Obiettivi dell’insegnamento e risultati di apprendimento attesi
L’obiettivo e’ di fornire una conoscenza dettagliata degli aspetti fondamentali della
cinematica e della dinamica del punto. Verranno introdotti concetti di grande rilevanza in
fisica come la conservazione dell'energia e si introdurra' la descrizione quantitativa degli
effetti dovuti alla gravitazione. Ci si attende che lo studente raggiunga una comprensione
approfondita di tali temi, e sia in grado di risolvere problemi in tali ambiti.
Prerequisiti
Elementi di Fisica e Matematica a livello di scuola media superiore
Contenuti e programma del corso
Richiami di geometria e trigonometria
Unita’ di misura: sistemi MKS, cgs
Dimensioni: nuclei, atomi, metro e raggio della terra, unita’ astronomica, raggio
dell’Universo
Massa del protone e numero di Avogadro, massa della terra, delle stelle,
delle galassie dell’Universo
Densita’: acqua , aria, vari elementi
Sistemi di coordinate, cartesiane, sferiche cilindriche
Traslazioni e rotazioni
Moto monodimensionale: traiettoria
Richiami su derivate ed integrali
Velocita’ , accelerazione
Moto uniforme, uniformemente accelerato, armonico
Energia cinetica e quantita’ di moto
Urto elastico monodimensionale
Cenno alla termalizzazione dei neutroni
Esempi di urti non elestici
Vettori e operatori vettoriali: prodotto scalare e prodotto vettoriale
Cinematica in 2-3 dimensioni
Moto circolare uniforme; accelerazione centripeta
Accelerazione tangenziale e normale
Urti elastici in due dimensioni
Primo e secondo principi della dinamica
La forza peso. Principio di equivalenza.
Forze normali: il piano inclinato
Tensione: macchina di Atwood
Forze elastiche: Legge di Hook
Il pendolo
III principio della dinamica e conservazione della quantita’ di moto
Legge della gravitazione universale
Misura di G: esperienza di Cavendish
Determinazione della massa e della densita’ media della Terra e del Sole
Leggi di Keplero: loro deduzione nel caso di orbite circolari
Lavoro di una forza e teorema dell’energia cinetica
Forze conservative, energia potenziale
Velocita’ di fuga e di caduta libera
Orbita geostazionaria
Teorema del viriale
Forza di attrito e forze di tipo viscoso
Esempi di moto in presenza di attrito e viscosita’
Riferimenti non inerziali: Cenno al principio di Mach
Forze fittizie
Forza centrifuga e di Coriolis
Il pendolo di Foucault
Oscillazioni intorno a un punto di equilibiro stabile; esempio del potenziale nucleare
Tipologia delle attività didattiche
Lezioni frontali, comprendenti sia l’illustrazione della teoria, che applicazioni ed esercizi.
Testi e materiale didattico
Testo di riferimento G. Rosati, “Fisica Generale 1”
Testi complementari: La Fisica di Berkeley: Meccanica; The Feynmann Lectures,
Vol.I; Per gli esercizi: Halliday, Resnick, Walker, Fondamenti di Fisica.
Vengono distribuite fotocopie per gli esercizi da svolgere a casa e su argomenti di
particolare interesse .
Modalità di verifica dell’apprendimento
Vengono svolte periodiche prove scritte consistenti nella soluzione di semplici problemi.
Vengono effettuate prove finali e di recupero. Nel caso di richiesta da parte dello studente
e’ prevista una prova orale.
Si richiede lo svolgimento di una semplice esperienza (per esempio relativa al pendolo)
con una relazione scritta. L’esperienza puo’ essere svolta in un gruppo di 2-4 allievi. Si
richiede altresi’ l’esposizione orale in forma dettagliata di uno dei classici esperimenti
menzionati durante il corso (per esempio : esperienza di Cavendish, pendolo di Foucault,
esperienza di Eotvos). La prova di esame si concludera' con la verifica delle conoscenze
apprese nel secondo modulo, che avverra' alla fine del secondo semestre.
Orario di ricevimento
Libero, contattare direttamente il docente: [email protected]
Calendario delle attività didattiche
Collegamento ipertestuale alla pagina degli orari e sedi del CdS
Appelli d'esame
Collegamento ipertestuale alla bacheca appelli
Meccanica del punto, dei sistemi e dei fluidi (Mod. 2)
Roberto Artuso
CFU
SSD
Lezioni
Esercitazioni
Laboratorio
(ore)
(ore)
(ore)
6
FIS/02
48
[inserire voce: es.
attività di campo;
seminari; uscite;…]
(ore)
Anno
Lingua
I
Italiano
Obiettivi dell’insegnamento e risultati di apprendimento attesi
L’obiettivo e’ di fornire una conoscenza dettagliata della meccanica di sistemi e corpi rigidi,
una descrizione, prevalente fenomenologica, dei fenomeni di elasticita’, ed una trattazione
introduttiva della statica e dinamica dei fluidi. Ci si attende che lo studente raggiunga una
comprensione approfondita di tali temi, e sia in grado di risolvere problemi in tali ambiti.
Prerequisiti
Conoscenza delle leggi fondamentali della dinamica; algebra lineare; calcolo differenziale
per funzioni di una variabile reale.
Contenuti e programma del corso
Richiami sul moto circolare. Quantità di moto e momento angolare. Lavoro: teorema
dell’energia cinetica; forze conservative. Sistemi di punti: prima e seconda equazione
cardinale.
Centro di massa. Considerazioni di simmetria. Sistemi baricentrali. Descrizione di sistemi
continui.
Corpo rigido. Moto traslazionale e prima equazione cardinale. Cinematica del corpo rigido
con un punto fisso. Rotazione attorno ad un asse fisso, energia cinetica e momento
d’inerzia. Calcolo del momento d’inerzia per corpi semplici. Relazione tra momento
angolare e velocità angolare: tensore d’inerzia. Terne principali d’inerzia. Risoluzione di
problemi mediante equazioni del moto e leggi di conservazione. Moto di puro rotolamento.
Giroscopi: moto libero alla Poinsot. Giroscopi pesanti in rapida rotazione. Statica del corpo
rigido.
Corpi deformabili: regime proporzionale, elastico e plastico. Modulo di Young e coefficiente
di Poisson. Modulo di comprimibilità e di scorrimento.
Statica dei fluidi. Pressione: legge di Stevino, principio di Archimede, esperienza di
Torricelli. Stabilità del galleggiamento: metacentro.
Fenomeni di superficie: tensione superficiale. Bolle. Angolo di contatto, fenomeni di
capillarità.
Dinamica dei fluidi: conservazione della massa, derivata materiale, equazioni di Cauchy ed
Eulero. Teorema di Bernoulli ed applicazioni. Fluidi viscosi Newtoniani. Legge di Poiseuille.
Moto in un fluido viscoso, velocità limite.
Tipologia delle attività didattiche
Lezioni frontali, comprendenti sia l’illustrazione della teoria, che applicazioni ed esercizi.
Testi e materiale didattico
Testo di riferimento G. Rosati, “Fisica Generale”
Sono a disposizione degli studenti le trascrizioni delle lezioni sulla home page del
docente.
Modalità di verifica dell’apprendimento
Esame scritto obbligatorio, orale facoltativo. La prova scritta comprende quattro esercizi e
la discussione della teoria relativa a due argomenti del corso.
Orario di ricevimento
Libero, contattare direttamente il docente.
Calendario delle attività didattiche
Collegamento ipertestuale alla pagina degli orari e sedi del CdS
Appelli d'esame
Collegamento ipertestuale alla bacheca appelli
