Guido MASIELLO | FISICA - MOD. CINEMATICA E DINAMICA

Italiano

• Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente deve acquisire gli elementi di base dell’analisi vettoriale, della dinamica di Newton del punto materiale e della statica dei corpi rigidi. Concetti di forza, lavoro ed energia, di campi di forze conservative e non conservative.
• Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Capacità di rapportarsi quantitativamente ai problemi ed alle questioni della meccanica con capacità di analisi quantitativa e non meramente qualitativa di fenomeni naturali. Acquisizione di abilità specifica nel formalizzare problemi anche complessi che richiedono metodi matematici, quali l’analisi, l’algebra e la geometria.
• Autonomia di giudizio: Lo studente deve essere in grado di approfondire autonomamente i problemi e le questioni della meccanica.
• Abilità comunicative: Lo studente deve avere la capacita? di spiegare, in maniera qualitativa, a persone non esperte, i principi fondamentali della meccanica.
• Capacità di apprendimento: Lo studente deve essere in grado di aggiornarsi continuamente, tramite l’utilizzo di sussidi informatici dedicati e la consultazione di testi diversi da quelli consigliati per approfondire le tematiche della meccanica.

Si auspica una buona scolarizzazione di base relativa agli degli elementi dell’algebra, della geometria analitica e della trigonometria.  Si auspica altresì la conoscenza degli elementi di base dell’analisi matematica con particolare riferimento al calcolo integrale e differenziale.

Il corso rappresenta l’avvio all’insegnamento della Fisica nell’ambito del CdL in Scienze e Tecnologie Informatiche ed esamina gli elementi introduttivi e preliminari all’insegnamento della Fisica Classica. L'obiettivo principale di questa parte iniziale del corso consiste nel fornire agli studenti gli strumenti per affrontare lo studio della Fisica Classica.

Le principali conoscenze fornite saranno quelle relative ai fondamenti della Fisica Generale.

Più specificatamente, tra le conoscenze fornite quelle relative al metodo sperimentale, alla cinematica e alla dinamica del punto materiale, alla statica. Alla teoria dell’elasticità

Le principali abilità acquisite dagli studenti durante il corso saranno rappresentate dalla capacità di analizzare problemi  e determinarne possibili soluzioni.

Durante il corso gli studenti saranno sollecitati ad utilizzare e progettare simulatori di leggi fisiche. La progettazione avverrà tramite strumenti di calcolo avanzato quali Matlab.

I. Grandezze fisiche e loro misura. Vettori (8 ore, 6 Lezioni + 2 Esercitazioni )
Il metodo scientifico. Grandezze fisiche fondamentali. Sistemi di unità di misura.  Vettori. Grandezze fisiche scalari e vettoriali. Proprietà e operazioni con i vettori: somma, differenza, prodotto scalare e prodotto vettoriale. Misura dell’angolo compreso tra due vettori. Sistemi di co-ordinate cartesiane e polari.  Esercizi.

II. Cinematica del punto materiale (12 ore, 8+4)
Punto Materiale. Il vettore posizione e il vettore spostamento.  Velocità media e istantanea. Accelerazione media e istantanea. Moti in una dimensione: moto rettilineo uniforme e moto uniformemente accelerato. Moti piani. Legge oraria e traiettorie.  Raggio di curvatura della traiettoria. Moto del proiettile. Moto circolare uniforme. Accelerazione centripeta. Moti relativi.  Esercizi di integrazione.

III. Dinamica del punto materiale (20 ore, 14+6) 
Le leggi di Newton. Il concetto di forza. Applicazioni della seconda legge di Newton. Forza peso, reazione normale, tensione. Forze d’attrito. Forza elastica: legge di Hooke.  Esercizi. Reazioni vincolari.  Forze apparenti. Forza centripeta e forza centrifuga. Lavoro di una forza costante. Lavoro di una forza variabile. Teorema dell’energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Principio di conservazione dell’energia meccanica. Quantità di moto. Oscillatore armonico, smorzato, forzato. Momento angolare. Momento di una forza. Teorema di conservazione del momento angolare. Esercizi.

IV. Dinamica dei sistemi di punti materiali (8 ore, 6+2)

Urti. Sistemi di punti materiali. Concetto di risultante delle forze agenti sul sistema. Momento risultante delle forze agenti sul sistema. Principio di azione e reazione. Centro di massa. Condizioni di equilibrio dei corpi rigidi. Esercizi.

Il corso è organizzato nel seguente modo:

• lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso;
• esercitazioni in classe. Vengono risolti problemi di fisica con la complessità di quelli proposti per l’esame finale.
• utilizzo e progettazione di simulatori di leggi fisiche.???

La prova di esame finale è scritta con una verifica orale. Nella prova scritta vengono forniti 4 esercizi riguardanti i contenuti del corso. All’allievo viene richiesto di esplicitare lo svolgimento dell’esercizio, formalizzandolo in modo algebrico prima di arrivare al risultato numerico. Il punteggio totale dei quattro esercizi somma a 32. La prova scritta è ritenuta superata se si raggiunge almeno il punteggio di 14. Chi non raggiunge in punteggio di 14 ripete la prova. Chi raggiunge o supera il punteggio di 14 viene ammesso ad un colloquio orale tendente ad accertare la conoscenza teorica degli argomenti del corso. Al colloquio vengono assegnati 32 punti massimo. Il voto finale è la somma dei punteggi della prova scritta e del colloquio orale diviso 2. Se il punteggio è inferiore a 18 la prova di esame viene ripetuta (punteggi superiori a 30 verranno considerati per l’assegnazione della lode). Nel caso la prova scritta risulti già superiore o uguale a 18, l’allievo può richiedere di confermare il voto della prova scritta, atteso che il docente lo ritenga opportuno. La durata della prova scritta è di 2.0h’. Il voto finale è mediato con quello della prova del Modulo 2 (Elettromagnetismo) ed è pertanto unico per i due moduli.

Per il raggiungimento della sufficienza, lo studente dovrà dimostrare di aver compreso le basi delle leggi fisiche da applicare alle situazioni proposte negli esercizi e saper impostare le basi matematiche del problema. 

Per l'attribuzione della lode, lo studente dovrà superare il punteggio di 30 nello scritto. A tal fine, sarà essenziale discutere brevemente per iscritto lo svolgimento degli esercizi, riportare chiaramente i diagrammi di forze e campi, svolgere i calcoli (specialmente vettoriali) senza errori, e svolgere per intero tutti gli esercizi, dimostrando piena comprensione di aspetti teorici e pratici.

• SJ   C. Servay, R.A., Jewett, J.W., Jr. Principi di Fisica. EdiSES.

• MS  C. Mencuccini, V. Silvestrini. Fisica I  Meccanica e Termodinamica. Liguori Editore.

• HR  D. Halliday, R., Resnick, J. Walker. Fondamenti di Fisica, Casa Editrice Ambrosiana.

• Materiale simulazione interattiva online:
  PhET University of Colorado: https://phet.colorado.edu/it/simulations/filter?subjects=physics&type=html,prototype
  

Tutte le informazioni concernenti il corso, le modalità di esame, il materiale didattico e gli avvisi, dopo averli illustrati in aula, sono resi disponibili on line tramite le pagine web dei docenti e attraverso una classroom dedicata.

Orario di ricevimento:

Il lunedì dalle 15.00 alle 17.00, il venerdì dalle 11.00 alle 13.00 presso lo studio del docente (stanza 45) sito al V piano del plesso di Ingegneria presso il campus di Macchia Romana.

Oltre all’orario di ricevimento settimanale, il docente e? disponibile in ogni momento per un contatto con gli studenti, attraverso la propria e-mail.

15/12/2023, 29/01/2024, 22/02/2024, 29/04/2024, 28/06/2024,19/07/2024, 15/09/2024, 04/10/2024

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