Università degli studi dell'Insubria

MECCANICA DEL PUNTO, DEI SISTEMI E DEI FLUIDI (MODULO I): CINEMATICA E MECCANICA DEL PUNTO

A.A. di erogazione 2016/2017

Laurea triennale in Fisica
 (A.A. 2016/2017)
Anno di corso: 
1
Tipologia di insegnamento: 
Base
Settore disciplinare: 
FISICA TEORICA, MODELLI E METODI MATEMATICI (FIS/02)
Crediti: 
7
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
70
Dettaglio ore: 
Lezione (70 ore)

Obiettivi dell'insegnamento e risultati di apprentimento 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. Inoltre lo studente dovra' acquisire spirito critico e metodo scientifico, nonche' capacita' di elaborare semplici modelli per descrivere fenomeni fisici.

Prerequisiti: 

Prerequisiti
Elementi di Fisica e Matematica a livello di scuola media superiore

Contenuti e programma del corso
Introduzione. La misura in fisica. Unita’ di misura: sistemi MKS, cgs
Vettori: somma, prodotto scalare e prodotto vettoriale
Sistemi di coordinate, cartesiane (sferiche e cilindriche)
Cinematica
Traiettoria e legge oraria
Richiami su derivate ed integrali
Velocita’ e accelerazione
Moto uniforme, uniformemente accelerato, armonico
Moto circolare uniforme; accelerazione centripeta
Accelerazione tangenziale e normale
Sistemi di riferimento: principio di relativita'
Relazione tra sistemi di riferimento in moto relativo: forze apparenti
Dinamica
Primo e secondo principio della dinamica
I terzo principio della dinamica e la conservazione della quantita’ di moto
La forza peso.
Reazioni vincolari: il piano inclinato
Forze elastiche: Legge di Hooke
Il pendolo
Tensione: macchina di Atwood
Forza di attrito e forze di tipo viscoso
Esempi di moto in presenza di attrito e viscosita’
Teorema dell'impulso
Masse variabili
Energia cinetica, lavoro di una forza
Teorema delle forze vive
Forze conservative, energia potenziale
Campi di forze
Conservazione dell'energia meccanica
Momento angolare
Forze centrali e conservazione del momento angolare
Gravitazione
Principio di equivalenza.
Legge della gravitazione universale
Misura di G: esperienza di Cavendish
Energia potenziale gravitazionale
Velocita’ di fuga e di caduta libera
Leggi di Keplero
Centro di massa e massa ridotta
Teorema di Gauss
Moto di una massa in un campo gravitazionale: deduzione delle leggi di Keplero
Teorema del viriale
Urti elastici
Esempi di urti non elastici
Sistemi di punti: prima e seconda equazione cardinale.

Tipologia delle attivita' didattiche
Lezioni frontali ed sessioni di esercitazione

Testi e materiale didattico
Testo di riferimento S. Rosati, “Fisica Generale 1”
Testo complementare: The Feynmann Lectures, Vol. 1
Eserciziario: S. Rosati, R. Casali, “Problemi di Fisica Generale”

Modalita' di verifica dell'apprendimento
Vengono svolte periodiche prove scritte consistenti in:
soluzione di problemi per verificare la comprensione approfondita degli argomenti trattati;
elaborazione di un modello per descrivere un dato fenomeno fisico; commento a un esperimento per verficare lo spirito critico acquisito.
Vengono inoltre effettuate prove finali e di recupero. Nel caso di richiesta da parte dello studente e’ prevista una prova orale.