Scheda programma d'esame
RATIONAL MECHANICS
CARMINE TRIMARCO
Academic year2017/18
CourseARCHITECTURE AND BUILDING ENGINEERING
Code433AA
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
MECCANICA RAZIONALEMAT/07LEZIONI72
GIULIO BAU' unimap
CARMINE TRIMARCO unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

 

Lo studente sarà in grado di impostare, e possibilmente risolvere problemi di statica e di dinamica di corpi rigidi vincolati.

 

Knowledge

On the basis of precisely stated general principles, which summarise the fundamental laws of Mechanics, the careful student should be able to solve or to model problems of Mechanics or physics with the rigorous tools of the Mathematical analysis.

Modalità di verifica delle conoscenze

 

Ricevimenti ed incontri periodici.

 

Assessment criteria of knowledge

Methods:

  • Final oral exam
  • Final written exam
Capacità

 

Capacità di affrontare problemi di meccanica, sia di ordine teorico che tecnico applicativo, con il dovuto rigore matematico.

 

Modalità di verifica delle capacità

 

Ricevimenti personali e di gruppo.

 

 

 

 

Comportamenti

 

L'aspettativa è che lo studente sviluppi la capacità di uno studio individuale sistematico finalizzato ad impostare in modo organico problemi tecnico-scientifici sulla base di pochi principi generali.

 

 

 

Modalità di verifica dei comportamenti

  Durante i ricevimenti o discussione in aula degli argomenti trattati.

 

 

 

 

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Argomenti tipicamente trattati nei corsi di Analisi I e II, Geometria ed Algebra Lineare, e Fisica I: calcolo differenziale ed integrale, geometria analitica, elementi della teoria degli spazi vettoriali, meccanica del punto materiale.

 

 

 

Corequisiti

  Corso di Analisi II, avendo già seguito il corso di Fisica I e di Geometria

Prerequisiti per studi successivi

 

Prerequsito per qualsiasi corso di meccanica del continuo sia tra quelli previsti dal corso di laurea (Idraulica, Scienza delle Costruzioni, Tecnica delle Costruzioni) che di corsi di dottorato o post-laurea.

 

Indicazioni metodologiche

Lezioni frontali con esercitazioni in aula. Riferimento al sito e-learning per appunti di lezione, complementi, esercizi, testi di prove scritte di esame. 

 

Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures
  • individual study

Attendance: Mandatory

Teaching methods:

  • Lectures
Programma (contenuti dell'insegnamento)

 

Programma di Meccanica Razionale 

 

  • Calcolo vettoriale. Operazioni tra vettori. Rappresentazione di vettori secondo terne orientate. Momento di un sistema di vettori. Trinomio invariante. Asse centrale. Centro di vettori paralleli. Poligono funicolare per sistemi di vettori piani. Derivata di un vettore rispetto ad uno o più parametri.
  • Arco di curva. Formule di Frenet-Serret. Raggio di curvatura e torsione.
  • Cinematica del punto e del continuo rigido. Rotazione finita ed angoli di Eulero. Rotazione infinitesima e formule di Poisson. Formula fondamentale della cinematica rigida. Asse istantaneo del moto. Cinematica relativa.
  • Campi vettoriali. Linee di campo. Lavoro di un campo di forze. Campi conservativi. Operatore di divergenza e di rotore . Operatore ed equazione di Laplace (cenni).
  • Geometria delle masse. Densità di massa per un continuo. Centro di massa. Momenti di inerzia. Momenti centrifughi. Tensore di inerzia. Momenti ed assi principale di inerzia. Ellissoide di inerzia. Proprietà delle figure piane.
  • Postulato fondamentale per l’equilibrio di uno o più corpi rigidi. I vincoli e le reazioni vincolari. Vincoli olonomi lisci. Sistemi isostatici. L’arco a tre cerniere sottoposto a carichi puntuali o distribuiti. Strutture reticolari. Risoluzione analitica e grafica (metodo di Cremona e di Ritter). Spostamenti elementari virtuali. Variabili lagrangiane e componenti lagrangiane delle forze. Principio dei lavori virtuali. Caso di forze conservative. Stabilità dell’equilibrio. Cenni sull’attrito radente, volvente e di giro.
  • Cinematica delle masse. Quantità di moto, momento della quantità di moto ed energia cinetica per un continuo. Proprietà e teoremi relativi ad un continuo rigido.
  • Le forze di inerzia ed il principio di D’Alémbèrt. Equazioni cardinali della dinamica. Teorema dell’energia cinetica. Integrali primi del moto. Moto armonico. Moto di un grave in mezzo viscoso. Equazioni di Eulero per le rotazioni. Rotazioni per inerzia. Precessioni regolari. Vincoli e reazioni vincolari dinamiche. Vincoli lisci e vincoli a potenza nulla. Moto di un corpo rigido intorno ad un asse fisso e liscio. Pendolo composto. Equazione simbolica della dinamica. Equazioni di Lagrange. Oscillazioni smorzate e forzate. La risonanza. Dinamica e statica relativa. Le forze apparenti.
  • Sforzi nei continui. Sforzo normale, sforzo di taglio, momento flettente  e torcente in una sezione di trave. Caso di un’asta all’equilibrio arbitrariamente caricata. Tensore degli sforzi di Cauchy in un continuo.

 

Syllabus

Vector calculus. Kinematics of a moving point and of a rigid body. Relative motion. Infinitesimal and finite rotations. Mass distribution geometry. Inertia tensor. Equilibrium.Principles of Statics for a single rigid body and for a set of constrained rigid bodies. Principle of Virtual Power. Equilibrium-Stability and related Dirichlet-Lagrange cryterium. Dynamics.D'Alémbèrt Principle. Rigid body equations of motion. Equations of Momentum and of Angular Momentum. Euler equations for a rigid body rotational motion. Free rotations of a gyroscope. Lagrange's equations. Laws of Mechanics with respect to an arbitrary moving observer. Forced Linear vibrations and related resonance phenomena (one-dymensional case.

Bibliografia e materiale didattico

 

- Appunti su sito e-learing

- 'Appunti di Meccanica Razionale' di T. Manacorda.

- Qualsiasi testo classico  di Meccanica Razionale.

 

Bibliography

Lecture Notes. Textbooks in Classical Mechanics.

Indicazioni per non frequentanti

 

Non dissimili da quelle per 'frequentanti'.

 

Modalità d'esame

 

L'esame prevede una prova scritta preliminare, della durata di un'ora, in cui si chiedeal candidato di risolvere, o almeno impostare correttamente e con linguaggio appropriato, un problema in genere di statica o di dinamica. Il candidato che abbia superato la prova scritta con il giudizio 'AMMESSO' o 'AMMESSO CON RISERVA' potrà accedere alla prova orale solo dell'appello in corso.

 

La prova orale consiste in un colloquio tra il candidato e il docente, o anche tra il candidato e altri collaboratori del docente titolare. Durante la prova orale potrà essere richiesto al candidato  di risolvere anche problemi/esercizi scritti, davanti al docente o in separata sede (si danno al candidato alcuni minuti durante i quali si sposta in una postazione vicina e l'interrogazione del docente prosegue con altri candidati)

 

Updated: 19/03/2018 18:59