MATERIA Meccanica, Macchine ed Energia. DIPARTIMENTO DI Meccanica

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1 Anno scolastico: Classe: 4^BMM MATERIA Meccanica, Macchine ed Energia Insegnante: Gaspare Di Como Insegnante Compresente: Francesco Porco DIPARTIMENTO DI Meccanica PROGRAMMAZIONE SVOLTA MODULO 1 - Sollecitazioni Metodo delle tensioni ammissibili. Prova di trazione. Legge di Hooke. Snervamento e carico di scostamento dalla proporzionalità. Tensioni ammissibili negli acciai laminati a caldo EN10025, da bonifica EN10083, da cementazione EN Definizione delle sollecitazioni: sforzo normale, momenti flettenti, sforzi di taglio e momento torcente. Diagrammi di sforzo normale, taglio e momento. Esempi di diagrammi N, Ty, Mx. Esempi di diagrammi N, T, M per travi ad asse rettilineo Esempi di strutture semplicemente appoggiate con asse inclinato e caricate in modo obliquo. Calcolo delle sollecitazioni nelle strutture reticolari. Strutture ad asse non rettilineo. MODULO 2 Sollecitazioni semplici Sforzo normale Progetto e verifica a resistenza nel caso di barre, profilati e collegamenti bullonati. Sforzo normale. Correzione esercizio per casa. Esercizio sui collegamenti bullonati. Collegamenti bullonati a taglio. Unificazione di viti e dadi. Verifica a trazione di un coprigiunto. Verifica a rifollamento

2 Flessione Torsione Taglio Analisi della deformazione Contrazione trasversale. Dilatazione termica. Aste in parallelo con e senza dilatazione termica. Dilatazione termica con vincoli elastici Progetto e verifica a resistenza e a deformabilità di una trave soggetta a flessione. Peso proprio Esercizio sulla progettazione di elementi soggetti a flessione. Geometria delle aree. Dimostrazione della formula di resistenza a flessione. Dimostrazione della formula della resistenza a flessione per la sezione rettangolare. Geometria delle aree: calcolo del momento di inerzia e del baricentro. Torsione nelle sezioni circolari piene e cave Torsione nelle sezioni circolari piene e cave. Esempi di progetto e verifica. Tensioni tangenziali. Deformazione nelle sezioni circolari soggete a torsione. Giunti bullonati a torsione. Torsione nelle sezioni tubolari: teoria approssimata. Torsione nella sezione rettangolare. Torsione nella sezione rettangolare allungata. Tubo con taglio longitudinale. Profilati. Torsione nei profilati. Esempi. Calcolo delle forze longitudinali. Andamento delle tensioni tangenziali nelle sezioni ad H e nei tubi rettangolari. Formule per la sezione rettangolare e circolare. Taglio nella trave semplicemente appoggiata: carico concentrato e distribuito Centro di taglio. Giunto torsionale a taglio. Instabilità elastica Natura del fenomeno. Equilibrio stabile, instabile ed indifferente. Carico critico euleriano. Tensione critica. Raggio d'inerzia. Snellezza.

3 Lunghezza libera di inflessione. Grafico tensione-snellezza: lambda critica, elementi tozzi ed elementi snelli. Metodi di verifica secondo la CNR UNI Tensione critica sperimantale e relativa tensione ammissibile. Metodo Omega. Metodo di Rankine. MODULO 3 Sollecitazioni composte Sforzo normale e flessione Asse neutro. Esercizio di calcolo dell'asse neutro. Determinazione delle tensioni massime nelle sezioni con i vertici appartenenti al rettangolo circoscritto. Determinazione delle tensioni massime nelle sezioni circolari piene e cave. Esempio. Pressoflessione; nocciolo centrale di inerzia. Assi principali di inerzia. Momento centrifugo. Angolari a lati uguali e diseguali. Impostazione dei problemi di flessione deviata. Formula della flessione deviata nel riferimento non principale. Esempio di calcolo dei momenti quadratici di un profilato angolare a lati diseguali. Esempio di flessione deviata con un angolare a lati diseguali. Asse di inflessione e angolo di deviazione. Esempio di flessione deviata con IPE. Asse di inflessione e angolo di deviazione. Taglio e torsione Esempio di calcolo nel caso di un tubo rettangolare. Combinazione di sigma e tau Tensione ideale. Von Mises. Momento flettente ideale Esempio di verifica di un albero di rinvio sollecitato a flessotorsione. Progetto e verifica dei cuscinetti volventi.

4 MODULO 4 - Termodinamica Mole, kilomole e Numero di Avogadro. Variabili di stato, stato e trasformazioni. Isobara, isocora ed isoterma e relative leggi. Trasformazione adiabatica e politropica Equazione di stato dei gas. Calore e calore specifico. Capacità termica. Calore specifico a pressione e volume costante. Lavoro termodinamico: significato nel piano p-v ed espressioni per i vari tipi di trasformazione. Calore specifico nelle trasformazioni Esercizio di calcolo del calore e del lavoro nelle trasformazioni termodinamiche. Cilindrata e rapporto di compressione Correzione esercizio per casa: determinazione dello stato finale, lavoro e calore nella isocora, isobara, isoterma, adiabatica, politropica. Primo principio della termodinamica. Energia interna. Entalpia. Correzione esercizio per casa. Introduzione ai cicli termodinamici. Ciclo di Carnot, Otto, Diesel, Sabathe' Secondo principio Esercizio sul Ciclo Otto Ciclo di Carnot e suo rendimento. Entropia. Cicli nel piano T-s Confronto tra rendimento del ciclo Otto e del ciclo Diesel. MODULO 5 Cinematica e dinamica del punto materiale Grandezze cinematiche scalari: posizione, velocità (media ed istantanea), accelerazione (media ed istantanea). Moti periodici: periodo, frequenza e pulsazione.

5 Moto circolare: angolo, velocità angolare ed accelerazione angolare. Velocità istantanea vettoriale. Accelerazione istantanea vettoriale. Accelerazione vettoriale istantanea: componente tangenziale e componente centripeta. Correzione esercizio assegnato per casa: 2 masse su piano inclinato scabro, collegate con filo inestensibile e carrucola. Definizione di lavoro ed energia potenziale. Teorema dell'energia cinetica. Energia meccanica. Conservazione e variazione. Esercizi sulla ripartizione del carico tra le ruote di un'automobile in curva ed in frenata. MODULO 6 - Cinematica e dinamica del corpo rigido Cinematica. Polare fissa. Asta su guide ortogonali. Polare mobile Rollette: cicloide, cicloide accorciata ed allungata, epicicloide. ipocicloide, evolvente. Cinematismo biella - Manovella Spostamento del piede di biella. Velocità esatta ed approssimata. Velocità esatta con metodo grafico. Accelerazione. Velocità massima e quadratura. Velocità media. Quantità di moto e momento della quantità di moto. Centro di massa di un sistema di punti materiali. Quantità di moto di un sistema di punti materiali. Conservazione della quantità di moto. Momento della quantità di moto e momento di inerzia di massa. MODULO 7 Laboratorio Termodinamica: Il calore e le sue unità di misura;capacità termica; livellamento energetico; studio di un impianto termico; scale termometriche; dilatazione termica; la combustione e combustibili, generalità. Combustione; chimica della combustione, alcuni elementi. Reazioni chimiche di combustione: struttura dei vari elementi, esercizi. La combustione del metano con eccesso di aria, esercizi. Determinazione del potere calorifico superiore ed inferiore.

6 Bomba di Mahler, esperienza di laboratorio. INDICAZIONI PER LE VACANZE (se previste dal docente) Studiare gli appunti. Rifare esercizi e verifiche. TIPOLOGIA DI PROVA DI RECUPERO FINALE ( indicare scritto/grafico, orale, pratico cliccando nel riquadro (X) scritto (X) orale ( ) pratico L insegnante Gaspare Di Como L insegnante compresente Francesco Porco