Programmazione modulare di Meccanica e Macchine a Fluido a.s. 2016-17 Indirizzo: Meccatronica classe Terza

Docenti prof.Rinaldi Angelo, itp: Bonanni Massimo

Ore settimanali previste: 4ore – N.ro totale di ore 4x33= 132 ore

Prerequisiti per l'accesso al modulo 1: saper risolvere equazioni di 10 e di 20, semplici sistemi matematici e saper riconoscere l’ equazione di una retta e di una parabola

N. modulo

Titolo Modulo Titolo unità didattiche in cui è diviso il

modulo Ore previste per modulo

Periodo mensile per modulo

Competenze

Modulo 1

Statica

U.D.1 Grandezze scalari e vettoriali . Concetto di forza

U.D.2 momenti statici,baricentro

U.D.3 equilibrio di corpi vincolati,

equazioni cardinali e risoluzione delle

strutture isostatiche.

35 Settembre- Ottobre

-saper effettuare operazioni vettoriali -saper calcolare il baricentro di una figura ed il relativo --saper calcolare le reazioni vincolari di strutture isostatiche

. Prerequisiti per l'accesso al modulo 2: conoscenza dei contenuti del modulo 1; saper risolvere equazioni di 10 e di 20, semplici sistemi matematici

N. modulo

Titolo Modulo Titolo unità didattiche in cui è diviso il

modulo Ore previste per modulo

Periodo mensile per modulo

Competenze

Modulo 2

Grandezze fisiche e Cinematica del punto

U.D.1 moti rettilinei, circolari e teorema dei moti relativi

20 Novembre-Dicembre

-saper scrivere le equazioni del moto, generali e particolari, e rappresentarle sui piani cartesiani in funzione del tempo

Prerequisiti per l'accesso al modulo 3 conoscenza dei contenuti dei modulo 1 e 2; saper risolvere equazioni di 10 e di 20

N. modulo

Titolo Modulo Titolo unità didattiche in cui è diviso il

modulo Ore previste per modulo

Periodo mensile per modulo

Competenze

Modulo 3

Dinamica del punto e del corpo rigido

U.D.1 Principi e leggi fondamentali della dinamica

U.D.2 attrito, resistenza del mezzo, ed urti.

25 Febbraio-Maggio

_conoscere e saper applicare le principali leggi della dinamica - conoscere la differenza tra attrito radente e volvente e saper applicare le leggi fisiche relative agli urti.

Prerequisiti per l'accesso al modulo 4: saper fare semplici equivalenze; saper risolvere le equazioni di primo grado

N. modulo

Titolo Modulo Titolo unità didattiche in cui è diviso il

modulo Ore previste per modulo

Periodo mensile per modulo

Competenze

Modulo 4

Statica dei

fluidi

U.D.1classificazione delle

macchine a fluido

U.D.2fluidi e loro proprieta’

10

Novembre-Dicembre

--Conoscere le principali unità di misura e saper effettuare l’analisi dimensionale --saper classificare le macchine a fluido --conoscere le principali proprietà dei fluidi --saper calcolare la pressione con i manometri differenziali

Prerequisiti per l'accesso al modulo 5 conoscenza dei contenuti dei moduli precedenti

N. modulo

Titolo Modulo Titolo unità didattiche in cui è diviso il

modulo Ore previste per modulo

Periodo mensile per modulo

Competenze

Modulo 5

Dinamica dei fluidi incomprimibili

U.D.1 dinamica dei fluidi

incomprimibil

U.D.2moto stazionario dei fluidi nei

condotti

22 Gennaio-Marzo

--Sapere le definizioni dei tipi di moto e sapere applicare il teorema di Bernoulli --Saper calcolare le perdite di carico e saper tracciare la linea dei carichi totali e la piezometrica

Prerequisiti per l’accesso al modulo 6: conoscenza dei contenuti dei moduli precedenti

N. modulo

Titolo Modulo Titolo unità didattiche in cui è diviso il

modulo Ore previste per modulo

Periodo mensile per modulo

Competenze

Modulo 6

Macchine idrauliche operatrici e motrici

U.D.1 macchine idrauliche principio

di funzionemento

U.D.2 funzionamento delle turbine

idrauliche

20

Marzo – aprile

--Conoscere il concetto di prevalenza manometrica e totale e quello del funzionamento delle turbopompe e delle pompe volumetriche .--conoscere il principio di funzionamento delle turbine idrauliche

Unità didattiche del modulo N. 1

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze

Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.1Grandezze scalari e vettoriali . Concetto di forza

Concetto di forza, postulati della statica,

composizione e scomposizione di forze,

composizione e scomposizione di forze parallele,

teorema delle proiezioni, momento di una forza

rispetto ad un punto, teorema di Varignon, coppia di

forze, proprietà delle coppie, composizione e

scomposizione di coppie, trasporto di una forza

parallelamente a se stessa, riduzione di un sistema di

forze ad un punto.

--Saper classificare una grandezza vettoriale e scalare e conoscere la definizione di forza e le sue operazioni di algebra vettoriale -

-- Saper comporre e scomporre una grandezza vettoriale, saper applicare il teorema di Varignon -- Saper ridurre un sistema di forze ad un punto

10

Attività di laboratorio: --non prevista

U.D.2: momenti

statici e baricentro

Calcolo delle coordinate del baricentro di figure

complesse, teoremi di Guldino.

-- Conoscere la definizione momento statico e dei teoremi di Guldino

- saper calcolare il baricentro di figure piane 10

Attività di laboratorio: --non prevista

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze

Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.3: equilibrio di corpi liberi e vincolati, equazioni cardinali e risoluzione delle strutture isostatiche.

Equilibrio nel piano con il metodo analitico; corpi

vincolati; tipi di vincolo e loro caratteristiche; strutture

labili, isostatiche e iperstatiche; equilibrio dei corpi

vincolati; calcolo delle reazioni vincolari con le

equazioni cardinali della statica.

--saper riconoscere e classificare i vincoli e definire una struttura labile, isostatica e iperstatica

-saper calcolare le reazioni vincolari di strutture isostatiche

15

Attività di laboratorio: -non prevista 35

Unità didattiche del modulo N. 2

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze

Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.1: Moti rettilinei, circolari e teorema dei moti relativi

Definizioni e proprietà di traiettoria, velocità e accelerazione. Equazioni del moto, moto rettilineo uniforme, moto rettilineo uniformemente accelerato: caduta dei gravi nel vuoto, equazione di Torricelli, corpo lanciato verso l'alto nel vuoto; moto circolare uniforme: relazioni angolari; moto circolare uniformemente accelerato: relazioni angolari; moto oscillatorio armonico: diagrammi del moto. Moti relativi: definizione di velocità assoluta, relativa e di trascinamento, relazione vettoriale. Composizione dei moti: generalità, esempi di applicazione, moto di un proiettile, calcolo della gittata.

--Conoscere le definizioni principali dei contenuti della U.D. --conoscere le equazioni dei moti

-- saper scrivere le equazioni del moto, generali e particolari, e rappresentarle sui piani cartesiani in funzione del tempo saper risolvere problemi sui moti circolari

20

Attività di laboratorio: --non prevista 20

Unità didattiche del modulo N. 3

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze

Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.1 Principi e leggi fondamentali della Dinamica

Il principio fondamentale della dinamica: legge di Newton; unità di misura; accelerazione di gravità; la legge di gravitazione universale; principio di d'Alambert; forza d'inerzia; esempi di applicazione del principio di d'Alambert: piano inclinato; pendolo conico; satellite artificiale; principio di conservazione della quantità di moto; principio di azione e reazione; lavoro di una forza; lavoro di una forza applicata ad un punto vincolato; teorema dell'energia cinetica per il moto rettilineo e per il moto rotatorio; equazione fondamentale della dinamica nel moto rotatorio; lavoro generato da una coppia di forze; potenza (definizione); potenza di una coppia.

--Conoscenza dei contenuti teorici della U.D.

--Saper applicare le leggi della dinamica

15

Attività di laboratorio: -non prevista

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze

Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.2: Attrito, resistenza del mezzo ed urti

Effetti delle resistenze passive; attrito di strisciamento; attrito volvente; resistenza del mezzo. Urto anelastico e urto elastico; calcolo delle velocità dopo l’urto, lavoro di deformazione.

--Conoscere la differenza tra attrito radente e volvente, conoscere i parametri che influenzano la resistenza del mezzo

-- Saper applicare le forze di attrito

10

Attività di laboratorio: non prevista 25

Unità didattiche del modulo N. 4

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.1

Classificazione

delle macchine a

fluido

Macchine operatrici e macchine motrici; macchine

idrauliche e macchine termiche; macchine volumetriche e

macchine dinamiche; motori a combustione esterna e

motori a combustione interna

--saper classificare le macchine a fluido

4

Attività di laboratorio: non prevista

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.2: Fluidi e

loro proprieta

Definizione di fluido; coefficiente di viscosità; sforzo di

taglio; massa volumica; comprimibilità dei fluidi; viscosità

cinematica; fluido reale e fluido ideale; Forze in un fluido in

quiete; pressione e principio di Pascal; variazione della

pressione al variare della profondità; spinta di Archimede;

--conoscere le principali proprietà dei fluidi

--Saper consultare le tabelle per ricavare le caratteristiche principali dei fluidi --saper calcolare la spinta di Archimede

6

Attività di laboratorio: --non prevista

10

Unità didattiche del modulo N. 5

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.1: Dinamica

dei fluidi

incomprimibili

Moto laminare e moto turbolento; equazione di Bernoulli per un fluido ideale e sua rappresentazione: linea piezometrica, linea dei carichi totali; teorema di Torricelli; il coefficiente di contrazione, di velocità e di efflusso

--saper classificare i tipi di moto --conoscere i contenuti teorici della U.D.

--sapere applicare il teorema di Bernoulli --saper tracciare la linea piezometrica e quella dei carichi totali

7

Attività di laboratorio: --non prevista

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.2: Moto

stazionario dei

fluidi nei condotti

Condotti chiusi e aperti; liquidi reali nei condotti; equazione di Bernoulli per un fluido reale; perdita di carico continua e localizzata nei tubi circolari; calcolo del fattore di attrito per i moti turbolenti e laminari; abaco di Moody; formula di Colebrook; tabelle e grafici per il calcolo delle perdite di carico continue, perdite di carico localizzate: tabelle per il calcolo delle perdite di carico localizzate; calcolo delle perdite di carico con la formula di Hazen - Williams

--conoscere i contenuti teorici della U.D.

--Saper calcolare le perdite di carico accidentali e continue

15

Attività di laboratorio: --calcolo delle perdite di carico sul banco-pompa centrifuga

22

Unità didattiche del modulo N. 6

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.1 macchine

idrauliche principio

di funzionemento

Classificazione delle macchine idrauliche; prevalenza manometrica, prevalenza geodedica e totale; rendimenti e potenza di una turbopompa; curve caratteristiche; il fenomeno della cavitazione; altezza netta positiva di aspirazione.

--conoscere i contenuti teorici della U.D.

--saper colcolare la prevalenza manometrica e totale di una pompa --saper scegliere il tipo di pompa in funzione del sistema idraulico

10

Attività di laboratorio: --calcolo della potenza assorbita;

--calcolo della potenza idraulica;

Titolo U.D. Contenuti Conoscenze Teoriche Abilità Operative N. ore

U.D.2

funzionamento delle

turbine idrauliche

Turbine idrauliche ad azione (Pelton): descrizione, turbine idrauliche a reazione: descrizione della turbina Francis e della turbina assiale Kaplan;.

--conoscere i contenuti teorici della U.D.

--saper scegliere il tipo di turbina in funzione del salto geodedico a disposizione

10

Attività di laboratorio: --non prevista 20