Obiettivi Formativi

Conoscenza di base e capacità di comprensione delle grandezze fisiche della meccanica, le loro unità di misura, il loro significato e le relazioni che tra esse intercorrono. della dinamica del punto e dei sistemi, del principio di conservazione dell’energia meccanica. Acquisizione della capacità di applicare i concetti di base per la corretta impostazione metodologica e la relativa risoluzione di problemi di cinematica o di dinamica. Acquisizione della capacità di valutazione critica della tipologia dei dati, stabilendo in maniera autonoma l’ approccio e la metodologia di analisi che consentono di determinare le caratteristiche del moto. Sviluppo dell’abilità di stabilire correlazioni tra gli argomenti del corso, integrando correttamente le conoscenze di matematica che gli derivano dagli altri corsi. Sviluppo dell’abilità di espressione in maniera chiara e sintetica, dimostrando proprietà di linguaggio scientifico. Sviluppo delle abilità di apprendimento necessarie per affrontare gli studi successivi specifici dell’Ingegneria elettronica e informatica.

Learning Goals

Knowledge and comprehension of: (a) the physical quantities involved in mechanics, (b) the relationships among them and (c) the measurement units used for their quantification. Knowledge and understanding of; (a) the fundamentals of kinematics, (b) point mass and system dynamics, (c) the conservation principle of the total mechanical energy. Development of the ability to deal with kinematics and dynamics problems. Development the ability to provide autonomously a critical evaluation of the nature of the available data, a swell as of choosing the most proper approach and methodologies that allow the motion characteristics to be determined. Development the ability of establishing correlations among the topics of the course, also correctly integrating mathematical concepts acquired in other courses together with the ability of expressing concepts in a clear and synthetic way, by using proper technical terminology. Development of the learning skills required to address the specialistic courses of Electronics and Computer Engineering. Knowledge and comprehension of: (a) the physical quantities involved in mechanics, (b) the relationships among them and (c) the measurement units used for their quantification. Knowledge and understanding of; (a) the fundamentals of kinematics, (b) point mass and system dynamics, (c) the conservation principle of the total mechanical energy. Development of the ability to deal with kinematics and dynamics problems. Development the ability to provide autonomously a critical evaluation of the nature of the available data, a swell as of choosing the most proper approach and methodologies that allow the motion characteristics to be determined. Development the ability of establishing correlations among the topics of the course, also correctly integrating mathematical concepts acquired in other courses together with the ability of expressing concepts in a clear and synthetic way, by using proper technical terminology. Development of the learning skills required to address the specialistic courses of Electronics and Computer Engineering.

Metodi didattici

Le lezioni frontali e le esercitazioni in aula saranno effettuate con lavagna e gessetto. Vi saranno esercitazioni individuali e di gruppo e simulazione di esami su richiesta degli studenti. Su alcune specifiche parti del programma saranno forniti appunti da parte del docente.

Teaching Methods

Lectures will be given in the classroom, and exercises will be solved in classroom by using chalk and blackboard. Individual and group exercises, and exam simulation will be given on students’ requests. Lectures’ notes will be provided on a few selected topics.

Prerequisiti

Nozioni di matematica di base.

Prerequisites

Basic notions of mathematics

Verifiche dell'apprendimento

Gli studenti potranno scegliere di sostenere una unica prova scritta e una prova orale su tutto il contenuto del programma, oppure potranno sostenere una prova scritta e un orale parziale di metà corso sulla prima parte del programma, unitamente a una prova conclusiva scritta e un orale sulla restante parte del programma. Coloro i quali saranno impossibilitati a sostenere la prova parziale o non l’avranno superata, potranno usufruire di una prova di recupero prima della conclusione del semestre. Una volta superata la prova parziale con una votazione complessiva superiore a 17/30, il risultato della stessa verrà ritenuto valido per un anno accademico, entro il quale occorrerà completare l’esame sulla parte restante del programma nel corso degli appelli d’esame stabiliti dal calendario didattico. La prova scritta intermedia avrà due ore di durata e oltre a tre problemi analoghi a quelli svolti a lezione conterrà una domanda a risposta aperta estratta da un elenco che gli studenti riceveranno un paio di settimane prima del test. Il colloquio intermedio prevede due domande concernenti la prima metà del programma del corso. Qualora non sia stata effettuata o non sia stata superata la prova intermedia, la prova scritta d’esame durerà tre ore e conterrà quattro problemi della tipologia di quelli discussi e risolti a lezione e nella prova orale saranno poste quattro domande sull’intero programma del corso. In caso di superamento della prova parziale, la valutazione finale espressa in trentesimi sarà la media aritmetica dei voti conseguiti nella prova parziale e nella prova finale. Durante le prove scritte agli studenti non è consentito consultare libri o appunti. The students will be able to choose whether to attend a final written and oral exam on all the topics covered by the course, or to attend a first written and oral mid-term test on topics covered in the first part of the subject and a second mid-term written and oral exam on the remaining topics. Students who miss or fail the first mid-term written and oral test, evaluated in score of thirty, will be given the possibility to recover it before the end of the semester. Once the first mid-term test is passed with overall evaluation higher than 17/30, the students have one academic year to complete their exam by attending, on the scheduled dates, the second mid-term written and oral test. For students choosing the two mid-term exams, the final evaluation will be the arithmetic media of the first and second mid-term exam grades. The final written exam will be three hours long, and it will contain problems of the kinds discussed and solved in class. The midterm written test will be two hours long and in addition to problems of the kinds discussed and solved in class will contain an open answer question selected from a list that the students will receive weeks before the test. During the written exam the students are not allowed to consult any notes or books.

Assessment

The students will be able to choose whether to attend a final written and oral exam on all the topics covered by the course, or to attend a first written and oral mid-term test on topics covered in the first part of the subject and a second mid-term written and oral exam on the remaining topics. Students who miss or fail the first mid-term written and oral test, evaluated in score of thirty, will be given the possibility to recover it before the end of the semester. Once the first mid-term test is passed with overall evaluation higher than 17/30, the students have one academic year to complete their exam by attending, on the scheduled dates, the second mid-term written and oral test. For students choosing the two mid-term exams, the final evaluation will be the arithmetic media of the first and second mid-term exam grades. The final written exam will be three hours long, and it will contain problems of the kinds discussed and solved in class. The midterm written test will be two hours long and in addition to problems of the kinds discussed and solved in class will contain an open answer question selected from a list that the students will receive weeks before the test. During the written exam the students are not allowed to consult any notes or books.

Programma del Corso

ELEMENTI INTRODUTTIVI: grandezze fisiche fondamentali. Sistema Internazionale di unità di misura. Analisi dimensionale. Conversione delle unità di misura. Numeri complessi. Grandezze scalari e vettoriali. Operazioni con i vettori. MOTO IN UNA DIMENSIONE E MOTO NEL PIANO: velocità, accelerazione, moto rettilineo uniformemente accelerato. Moto nel piano con accelerazione costante: moto del proiettile. Moto circolare uniforme. DINAMICA DEL PUNTO: leggi del moto di Newton; moto relativo di sistemi di riferimento; quantità di moto e sua conservazione; pendolo semplice; moto armonico; forze resistenti al moto; oscillatore smorzato e forzato; risonanza; grandezze sinusoidali e vettori rotanti. CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA: lavoro ed energia cinetica; energia potenziale, conservazione dell’energia meccanica; applicazioni. FORZA GRAVITAZIONALE: Legge di gravitazione di Newton, potenziale gravitazionale. Leggi di Keplero. MOTO ROTAZIONALE: momento angolare, velocità angolare, accelerazione angolare, energia cinetica rotazionale. Momento di inerzia. DINAMICA DEI SISTEMI DI PARTICELLE: centro di massa; urti e forze impulsive; proprietà del centro di massa; sistema di riferimento del centro di massa; equazioni cardinali della statica e della dinamica. CORPO RIGIDO: moto traslazionale, rotazionale e rototraslazionale.

Course Syllabus

INTRODUCTION: Fundamental physical quantities. International System of Units. Dimensional Analysis. Conversion of units. Complex number. Scalar and vector quantities. Basic vector operations. MOTION IN ONE DIMENSION AND IN A PLANE: velocity, acceleration, motion with constant acceleration. Motion in a plane with constant acceleration, projectile motion. Uniform circular motion. DINAMICS OF THE MASS POINT: relative motion of reference systems. Newton's laws of motion. Simple pendulum. Harmonic motion. Braking forces. Damped and driven oscillations, resonance. Sinusoidal signals and rotating vectors. CONSERVATION OF MECHANICAL ENERGY: Work, kinetic energy, power, potential energy, conservation of mechanical energy and its applications. GRAVITATIONAL FORCE: Newton's law of gravitation, gravitational potential. Kepler's laws. ROTATIONAL MOTION: angular momentum, angular velocity, angular acceleration; rotational kinetic energy. SYSTEM OF PARTICLES: Center of mass and its motion. Elastic and inelastic collisions. Equations of rigid body dynamics. Conservation of angular momentum. RIGID BODY: Moment of inertia. Equations of rigid body dynamics. Conservation of angular momentum.