Anno scolastico: Classe: 3^BMM 2013-2014 MATERIA Meccanica, Macchine ed Energia Insegnante Gaspare Di Como Insegnante Compresente: Francesco Porco DIPARTIMENTO DI  MECCANICA PROGRAMMAZIONE SVOLTA MODULO 0. – Argomenti propedeutici Contenuti 1. 2. 3. 4. 5. 6. Grandezze fondamentali e derivate. Grandezze scalari e vettoriali. Angoli in gradi ed in radianti. Conversione tra misura decimale e sessagesimale con l'utilizzo della calcolatrice. Definizione di forza. Secondo e terzo principio della dinamica. Forze per contatto ed a distanza. La forza gravitazionale. Legge di gravitazione universale. La forza peso. Accelerazione di gravità. 7. Goniometria. Funzioni goniometriche. Seno, coseno, tangente. Andamento e grafici. 8. Goniometria. Funzioni goniometriche inverse. Arcoseno, arcocoseno e arcotangente. 9. Equazioni goniometriche. 10. Trigonometria. Risoluzione dei triangoli rettangoli. 11. Trigonometria. Teorema dei seni e Teorema di Carnot. 12. Trigonometria. Soluzione dei triangoli qualsiasi . MODULO 1. - Idrostatica Contenuti 1. Massa volumica e peso specifico. Definizione di pressione. Unità di misura delle pressioni. Pressioni assolute e relative. 2. Principio di Pascal. 3. Legge di Stevino. Vasi comunicanti. 4. Torricelli. Torchio idraulico. Manometro ad U e Manometro differenziale ad U. Piezometro. 5. Spinta idrostatica su superfici orizzontali e verticali. 6. Spinta su superfici inclinate. 7. Principio di Archimede. MODULO 2. – Statica 1 Contenuti 1. Componenti cartesiane e polari dei vettori 2D. Passaggio da cartesiane a polari e viceversa. 2. Componenti cartesiane e sferiche di un vettore 3D. Passaggio da cartesiane e sferiche e viceversa. 3. Addizione e sottrazione di vettori in coordinate cartesiane. Combinazione lineare di vettori. 4. Addizione e sottrazione di vettori con metodo analitico e "semigrafico" . 5. Casi elementari di somma e sottrazione di vettori. 6. Scomposizione di vettori nel piano secondo due direzioni assegnate. 7. Scomposizione di un vettore secondo due direzioni assegnate. Metodo semigrafico ed analitico. 8. Prodotto scalare di vettori. 9. Statica del punto materiale. 10. Forze applicate - Momento rispetto ad un punto. 11. Sistemi di forze applicate. Risultante e momento risultante. Teorema di trasposizione. Coppia. 12. Momento di una coppia. Sistemi equilibrati. 13. Sistemi equivalenti e sistemi equilibranti. Trasformazioni che garantiscono l'equivalenza: coppia di compensazione. 14. Riduzione al punto. 15. Asse baricentrico, trinomio invariante ed asse centrale. Equazione dell'asse baricentrico. 16. Determinazione della distanza dell'asse baricentrico da un punto assegnato. 17. Asse baricentrico in un sistema di forze parallele. 18. Bericentro di sistemi di forze parallele distribuite: centro di spinta. MODULO 3. - Idrodinamica Contenuti 1. Conservazione della portata. Equazione di continuità. 2. Equazione dell'energia. 3. Equazione di Bernoulli. 4. Studio di un impianto con serbatoio a monte ed efflusso libero. 5. Studio di impianti con serbatoio iniziale e ugello finale. 6. Studio di impianti con serbatoio iniziale e ugello finale e pompa. 7. Fluido reale. Perdite di carico distribuite e localizzate. Numero di Reynolds. Viscosità dinamica e cinematica. 8. Diagramma di Moody. Equazione di Colebrook. 9. Soluzione numerica dell'equazione di Colebrook con la calcolatrice. 10. Raggio idraulico e diametro equivalente. 11. Esempi di calcolo per evidenziare l'effetto del recupero delle perdite di carico nella variazione della velocità di efflusso al variare del diametro dell'ugello. 12. Venturimetro e tubo di Pitot. 13. Efflusso da un serbatoio. 14. Tubi lisci: formule di Blasius e Nikuradse. 15. Cadente piezometrica o gradiente idraulico: calcolo tabellare e formula di Darcy. Cenni al moto nei canali. 16. Calcolo della potenza della pompa. MODULO 4 – Statica 2 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Contenuti Equilibrio di un sistema di punti materiali. Equazioni cardinali della statica: condizione necessaria e condizione sufficiente. Corpo rigido. Forze attive e reattive. Strutture labili, isostatiche ed iperstatiche. Grado di iperstaticità. Strutture bidimensionali: tipi di vincolo. Carrello, cerniera, incastro. Calcolo delle reazioni vincolari: trave ad asse rettilineo. Sovrapposizione degli effetti. Sistemi anomali. Sistemi costituiti da più corpi semplici. Strutture reticolari. MODULO 5 - Pompe Contenuti Accoppiamento pompa-circuito. Caratteristica della pompa e del circuito. Osservazione diretta di una pompa centrifuga monostadio e di una multistadio. Catalogo delle pompe Lowara: specifiche tecniche e tabelle idrauliche generali. Accoppiamento pompa circuito: calcolo analitico del punto di funzionamento. Criteri di selezione della pompa in funzione della portata richiesta. Determinazione sperimentale della prevalenza monometrica. Studio dei rendimenti. Triangoli di velocità in ingresso ed uscita dalla girante delle turbopompe centrifughe. Triangoli di velocità in ingresso ed uscita. Analisi qualitativa dell'andamento della curva caratteristica di una pompa centrifuga. 10. Cavitazione. NPSH richiesto e disponibile. Significato fisico dell'NPSH. 11. Diagramma collinare. Funzionamento in similitudine. Velocità specifica e numero di giri caratteristico. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. MODULO 6 - Cinematica Contenuti 1. Definizione di velocità ed accelerazione scalare media ed istantanea. 2. Cinematica. Velocità ed accelerazione vettoriale. Accelerazione tangenziale e centripeta. Moto circolare. Moti periodici. Moto circolare uniforme. 3. Moto uniformemente accelerato. 4. Moto parabolico. MODULO 7 - Laboratorio Macchine a Fluido Contenuti 1. Taratura di un manometro a molla Bourdon. 2. Efflusso con lunghezze diverse e diametri diversi. 3. Prova al circuito idraulico. 4. Prova per la determinazione della curva caratteristica di una pompa centrifuga. • INDICAZIONI PER LE VACANZE (se previste dal docente) • Per gli allievi con giudizio sospeso: Studiare la teoria e rifare gli esercizi svolti in classe e le prove di verifica effettuate durante l’anno. • Per gli allievi ammessi alla classe successiva: • 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