ID:
SCC0006
Durata (ore):
48
CFU:
6
SSD:
FISICA DELLA MATERIA
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (17/02/2025 - 13/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Lo scopo dell’insegnamento è quello di fornire agli studenti i fondamenti della fisica classica, in particolare della meccanica classica del punto.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Al termine dell’insegnamento, lo studente
1) Avrà acquisito le conoscenze di base dei principi della meccanica del punto.
2) Sarà in grado di applicare tali conoscenze alla di risoluzione di semplici problemi di statica, dinamica e termodinamica.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Al termine dell’insegnamento, lo studente
1) Avrà acquisito le conoscenze di base dei principi della meccanica del punto.
2) Sarà in grado di applicare tali conoscenze alla di risoluzione di semplici problemi di statica, dinamica e termodinamica.
Prerequisiti
Conoscenze di base di analisi matematica
Metodi didattici
Lezioni frontali alla lavagna.
Il docente fornirà inoltre agli studenti una serie di esercizi da svolgere a casa con lo scopo di migliorare e approfondire la comprensione degli argomenti del corso. Tali esercizi verranno poi corretti dal docente in circa 8-10 ore di esercitazioni alla lavagna.
Il docente fornirà inoltre agli studenti una serie di esercizi da svolgere a casa con lo scopo di migliorare e approfondire la comprensione degli argomenti del corso. Tali esercizi verranno poi corretti dal docente in circa 8-10 ore di esercitazioni alla lavagna.
Verifica Apprendimento
L’esame consiste in una prova scritta finale e in un colloquio orale. Lo scritto che avrà una durata di circa due ore e mezza ha lo scopo di verificare la capacità dello studente di risolvere 3 o 4 problemi elementari di meccanica simili a quelli svolti durante le ore di esercitazioni ed il suo superamento è condizione necessaria per l'ammissione alla prova orale.
La prova orale che potrà avere una durata di 30-60 minuti consiste in una verifica approfondita delle conoscenze teoriche acquisite dallo studente durante il corso.
La votazione finale si baserà sia sui risultati della prova scritta che su quelli della prova orale, dando tuttavia un peso maggiore allo svolgimento della prova orale. La prova orale consiste in una verifica approfondita delle conoscenze teoriche acquisite dallo studente durante il corso.
La prova orale che potrà avere una durata di 30-60 minuti consiste in una verifica approfondita delle conoscenze teoriche acquisite dallo studente durante il corso.
La votazione finale si baserà sia sui risultati della prova scritta che su quelli della prova orale, dando tuttavia un peso maggiore allo svolgimento della prova orale. La prova orale consiste in una verifica approfondita delle conoscenze teoriche acquisite dallo studente durante il corso.
Contenuti
L’insegnamento è organizzato in due parti:
Prima parte - Meccanica del punto (48 ore), rivolta sia agli studenti del CdS di Chimica che a quelli del CdS di Matematica.
1.I vettori - definizioni
Grandezze scalari e grandezze vettoriali. Definizione di vettore. Somma e sottrazione di vettori, moltiplicazione di un vettore per uno scalare. Lunghezza di un vettore. Il prodotto scalare tra due vettori, significato geometrico. Il prodotto vettore tra due vettori, significato geometrico.
Rappresentazione dei vettori in un sistema di riferimento Cartesiano. Espressioni delle operazioni vettoriali in componenti: combinazioni lineari, prodotto scalare e prodotto vettoriale.
2. Cinematica in 1 dimensione: moto di un punto materiale sulla retta
Spostamento sulla retta. Rappresentazione grafica. Velocità media, velocità scalare. Velocità
istantanea: definizione analitica e significato geometrico. Accelerazione. Moto rettilineo
uniforme e moto uniformemente accelerato. La caduta di un grave.
3. Cinematica in 2 o 3 dimensioni: moto di un punto materiale in un piano o nello spazio
Definizione dei vettori spostamento, velocità, accelerazione in 2 o 3 dimensioni. Definizione della legge oraria. Il moto dei proiettili. Il moto circolare uniforme: velocità angolare e accelerazione centripeta.
Il moto circolare arbitrario: velocità e accelerazioni angolari. Accelerazione tangenziale e accelerazione centripeta.
4. Le leggi della dinamica per un corpo puntiforme (leggi di Newton).
Il concetto di forza, unità di misura. Sistema di unità di misura internazionale, unità MKS.
Il primo principio della meccanica (prima legge di Newton). Sistemi di riferimento inerziali.
Il secondo principio della meccanica (equazione di Newton).
La terza legge di newton: Il principio di azione e reazione.
Esempi di forze: forza peso, forza elastica, forza trasmessa da una fune, forze di attrito,
reazioni vincolari.
L’equazione di Newton come equazione differenziale per la legge oraria.
Esempi: corpo puntiforme soggetto a forza costante; corpo soggetto alla forza di una molla: equazione del moto armonico; il pendolo semplice: piccole oscillazioni.
5. Lavoro ed energia.
Lavoro compiuto da una forza costante. Unità di misura.
Lavoro compiuto da una forza arbitraria: integrale lungo un cammino.
Energia cinetica di un corpo puntiforme.
Teorema dell’energia cinetica (o delle forze vive).
Lavoro della forza peso. Definizione dell’energia potenziale per la forza peso.
Definizione di una forza conservativa. Il concetto di energia potenziale
Teorema di conservazione dell’energia meccanica in presenza di forze conservative.
Moto in una dimensione in presenza di forze conservative. Buche e barriere di potenziali.
Energia potenziale di una forza elastica (molla, legge di Hook).
Le forze non conservative. Esempio della forza di attrito.
Variazione dell’energia meccanica in presenza di forze non conservative.
Moto su un piano inclinato liscio o scabro
6. Quantità di moto, sistemi di corpi e urti.
Quantità di moto di una particella. Impulso di una forza.
Il teorema dell’impulso (relazione tra impulso e quantità di moto).
Sistema isolato di corpi. Teorema di conservazione della quantità di moto totale.
Il concetto di centro di massa. Teorema del centro di massa.
Urti tra corpi: urti elastici, urti anelastici e urti completamente anelastici.
Caso unidimensionale: studio dettagliato degli urti tra due corpi puntiformi su una retta.
7. Leggi di gravitazione universale e leggi di Keplero. Proprietà generali delle forze centrali. Conservazione del momento angolare. Satellliti terrestri
Prima parte - Meccanica del punto (48 ore), rivolta sia agli studenti del CdS di Chimica che a quelli del CdS di Matematica.
1.I vettori - definizioni
Grandezze scalari e grandezze vettoriali. Definizione di vettore. Somma e sottrazione di vettori, moltiplicazione di un vettore per uno scalare. Lunghezza di un vettore. Il prodotto scalare tra due vettori, significato geometrico. Il prodotto vettore tra due vettori, significato geometrico.
Rappresentazione dei vettori in un sistema di riferimento Cartesiano. Espressioni delle operazioni vettoriali in componenti: combinazioni lineari, prodotto scalare e prodotto vettoriale.
2. Cinematica in 1 dimensione: moto di un punto materiale sulla retta
Spostamento sulla retta. Rappresentazione grafica. Velocità media, velocità scalare. Velocità
istantanea: definizione analitica e significato geometrico. Accelerazione. Moto rettilineo
uniforme e moto uniformemente accelerato. La caduta di un grave.
3. Cinematica in 2 o 3 dimensioni: moto di un punto materiale in un piano o nello spazio
Definizione dei vettori spostamento, velocità, accelerazione in 2 o 3 dimensioni. Definizione della legge oraria. Il moto dei proiettili. Il moto circolare uniforme: velocità angolare e accelerazione centripeta.
Il moto circolare arbitrario: velocità e accelerazioni angolari. Accelerazione tangenziale e accelerazione centripeta.
4. Le leggi della dinamica per un corpo puntiforme (leggi di Newton).
Il concetto di forza, unità di misura. Sistema di unità di misura internazionale, unità MKS.
Il primo principio della meccanica (prima legge di Newton). Sistemi di riferimento inerziali.
Il secondo principio della meccanica (equazione di Newton).
La terza legge di newton: Il principio di azione e reazione.
Esempi di forze: forza peso, forza elastica, forza trasmessa da una fune, forze di attrito,
reazioni vincolari.
L’equazione di Newton come equazione differenziale per la legge oraria.
Esempi: corpo puntiforme soggetto a forza costante; corpo soggetto alla forza di una molla: equazione del moto armonico; il pendolo semplice: piccole oscillazioni.
5. Lavoro ed energia.
Lavoro compiuto da una forza costante. Unità di misura.
Lavoro compiuto da una forza arbitraria: integrale lungo un cammino.
Energia cinetica di un corpo puntiforme.
Teorema dell’energia cinetica (o delle forze vive).
Lavoro della forza peso. Definizione dell’energia potenziale per la forza peso.
Definizione di una forza conservativa. Il concetto di energia potenziale
Teorema di conservazione dell’energia meccanica in presenza di forze conservative.
Moto in una dimensione in presenza di forze conservative. Buche e barriere di potenziali.
Energia potenziale di una forza elastica (molla, legge di Hook).
Le forze non conservative. Esempio della forza di attrito.
Variazione dell’energia meccanica in presenza di forze non conservative.
Moto su un piano inclinato liscio o scabro
6. Quantità di moto, sistemi di corpi e urti.
Quantità di moto di una particella. Impulso di una forza.
Il teorema dell’impulso (relazione tra impulso e quantità di moto).
Sistema isolato di corpi. Teorema di conservazione della quantità di moto totale.
Il concetto di centro di massa. Teorema del centro di massa.
Urti tra corpi: urti elastici, urti anelastici e urti completamente anelastici.
Caso unidimensionale: studio dettagliato degli urti tra due corpi puntiformi su una retta.
7. Leggi di gravitazione universale e leggi di Keplero. Proprietà generali delle forze centrali. Conservazione del momento angolare. Satellliti terrestri
Lingua Insegnamento
italiano
Altre informazioni
Il docente riceve nel suo ufficio (al quarto piano di via Valleggio 11, stanza V4.3) previo appuntamento e-mail (enrico.brambilla@uninsubria.it)
Corsi
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3 anni
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