FACOLTA' DI INGEGNERIA A.A. 2000-2001
CORSO di LAUREA in ING. INFORMATICA (F-Z)
Bozza di Programma per il Corso Sperimentale di FISICA M (Prof. A. Gandolfi )
Sito WEB
: http:// ishtar.df.unibo.it/ Uni/bo/ingegneria/all/gandolfi/stuff/homepage.htmA. Elementi di calcolo vettoriale.
Concetto di vettore. Operazioni con vettori: somma, differenza, prodotto scalare, vettoriale, misto. Rappresentazione cartesiana dei vettori. Vettori applicati. Momento di un vettore rispetto ad un punto e rispetto ad un asse.
Sistemi di vettori applicati. Risultante. Momento risultante rispetto ad un punto e ad un asse. Cambiamento del centro di riduzione. Invariante scalare. Sistemi equivalenti di vettori. Composizione di vettori. Derivata di un vettore. Campo vettoriale. Gradiente. Rotore. Integrali di vettori.B. Cinematica
. Sistemi di riferimento.
B.1. Cinematica del punto materiale.
Concetto di punto materiale. Coordinate cartesiane,
cilindriche, polari. Traiettoria. Equazioni parametriche del moto. Equazione oraria. Spostamento. Velocità di spostamento. Area spazzata. Velocità areolare. Accelerazione nello spostamento. Accelerazione areolare. Componenti intrinseche della accelerazione. Velocità ed accelerazione dall'equazione oraria. Classificazione dei moti. Problemi di cinematica del Punto: problema diretto, problema inverso. Studio di alcuni semplici moti rettilinei (uniforme, uniformemente vario, armonico semplice). Moto piano in coordinate cartesiane ed in coordinate polari. Moti centrali. Moto dei pianeti (cenni).B.2. Cinematica dei sistemi rigidi.
Concetto di corpo rigido. Moto traslatorio. Moto rotatorio assiale. Moto rotatorio polare. Moto rototraslatorio. Velocità ed accelerazione dei punti di un corpo rigido.
B.3. Moto relativo.
Impostazione del problema. Velocità ed accelerazione nel moto relativo.
C. Dinamica.
C.1. Dinamica del punto materiale
Principio di inerzia. Riferimenti inerziali. Il 2° principio della dinamica. Concetto di forza e di massa inerziale. Natura vettoriale delle forze. Misura (statica e dinamica) delle forze. La forza peso. Indipendenza delle azioni simultanee. Moto dei proiettili. Forza centripeta. Reazioni vincolari. Problemi di dinamica del punto materiale. Quantità di moto e momento angolare di un punto materiale. Impulso e momento dell'impulso di una forza. Teorema dell'impulso e della quantità di moto. Teorema del momento della quantità di moto. Studio di semplici problemi unidimensionali di meccanica del punto: forze funzioni solo del tempo; forze funzioni solo della posizione; forze funzioni solo della velocità. Studio del problema (bidimensionale) del moto sotto l'azione di una forza gravitazionale (cenni). Moto di un punto vincolato su una linea. Pendolo semplice.
C.2. Dinamica dei sistemi di punti.
Il 3° principio della dinamica. Quantità di moto e momento angolare di un sistema di punti. Estensione del teorema dell'impulso e di quello del momento angolare. Conservazione della quantità di moto e del momento angolare. Equazioni cardinali. Centro di massa e sue proprietà.
C.3. Dinamica dei sistemi rigidi.
Centro di massa.: esempi di calcolo. Punto di applicazione della forza peso in un sistema rigido. Momenti di inerzia e loro calcolo. Teorema di Huygens-Steiner. Studio del moto di un corpo rigido con un asse fisso. Pendolo fisico.
C.4. Sistemi di riferimento non inerziali. Cenni sulle forze d'inerzia (centrifuga, di Coriolis, ecc.).
D. Lavoro ed energia.
D.1. Punto materiale.
Concetto di lavoro. Esempi di calcolo di lavoro. Potenza. Energia cinetica. Teorema delle forze vive. Campi conservativi. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica.
D.2. Sistemi di punti.
Espressione generale del lavoro. Teorema di König. Energia cinetica di un sistema rigido. Energia potenziale di un sistema. Il principio di conservazione dell'energia (meccanica).
E. Le interazioni fondamentali in natura. Interazione gravitazionale. Legge di Newton. Massa inerziale e massa gravitazionale. Interazioni elettromagnetiche. Velocità di propagazione dell'interazione. Interazione forte e debole.
F. Cenni di statica e dinamica dei fluidi. Pressione. I fluidi incomprimibili e il teorema di Bernoulli.
In CORSIVO gli argomenti dei quali, per ragioni di tempo, saranno forniti solo cenni fugaci.
Gli argomenti presentati nel Corso non sono trattati insieme ,in modo completo, da alcun testo pubblicato. Gran parte di essi tuttavia si può ritrovare nei seguenti volumi IN ORDINE ALFABETICO:
-A. Bertin - M. Poli - A. Vitale : Fondamenti di Meccanica -Progetto Leonardo 1995 Bologna.
-
S. Focardi - I. Massa - A. Uguzzoni : Fisica Generale : Meccanica a Termodinamica ---- CEA Milano-D.Halliday - R.Resnick : Fisica 1 o anche Nuova edizione : -Resnick - Halliday - Kranek : Fisica 1 -CEA Milano
-S.Rosati : Fisica generale 1 ------ anche nuova edizione 1994 -CEA Milano
Per argomenti specifici si possono consultare anche:
-Autori vari : La Fisica di Berkeley vol 1 -Zanichelli Bologna
-Feynmann - Leighton - Sands : La Fisica di Feynmann -InterEuropean Editions
-E.Perrucca : Fisica generale e sperimentale Vol 1 -Utet Torino
-R.Resnick : Introduzione alla Relatività ristretta -CEA Milano
-T. Ruggeri : Richiami di Calcolo Vettoriale e Matriciale -Pitagora Editrice Bologna
--P.Veronesi - E.Fuschini : Fondamenti di meccanica classica -Cooperativa Libraria Universitaria (CLUE) Bologna
Come guida alla risoluzione dei problemi:
-Bruno-D'Agostino-Fiandri : Esercizi di Fisica 1 CLUE Bologna
-S.Focardi : Problemi di Fisica generale (Meccanica e termodinamica) CEA Milano
Per alcuni dei testi elencati sopra esistono, a parte, raccolte di esercizi parzialmente commentati e risolti. (per es. per Halliday & Rosati)
Durante le lezioni verranno di volta in volta forniti suggerimenti e indicazioni relativi ai testi da consultare.