Esercitazione di Fisica PREPOST Esercitazione di Fisica

Cinematica Fluidi Dinamica Termodinamica Fenomeni elettrici

CINEMATICA

Un po’ di formule… Grandezza Formula Unità di misura VELOCITÀ ACCELERAZIONE MOTO RETTILINEO UNIFORME MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO

Grandezza Formula VELOCITÀ TANGENZIALE VELOCITÀ ANGOLARE ACCELERAZIONE CENTRIPETA

Esercizio 1 Francesco sta andando a fare il test di Medicina camminando a 3 Km/h. All’improvviso si accorge che manca solo 1h all’inizio. Mancandogli 6 Km, quale accelerazione costante deve tenere per arrivare in tempo? A. 4 B. 24 C. 6 D. 0,5 E. 3

Soluzione esercizio 1 Dati : Moto uniformemente accelerato: RISPOSTA C

Esercizio 2 Due corpi A e B si muovono di moto circolare uniforme con la stessa velocità tangenziale in modulo. La traiettoria di A ha raggio R, quella di B ha raggio 2R. Dette a e b le accelerazioni centripete di A e B, si può dire che: A. a=2b B. a=b/2 C. a=4b D. a=b/4 E. b=3a R 2R

Soluzione esercizio 2 Dati : Accelerazione centripeta: RISPOSTA A

Esercizio 3 Il conducente di un treno tra due fermate R e S mantiene una velocità che è quella della figura sottostante: A. l’accelerazione in M è zero B. l’accelerazione è minima in R C. l’accelerazione è massima in S D. l’accelerazione è uguale a zero in R e S E. l’accelerazione tra R e M è uguale a quella tra M e S

Accelerazione = velocità/ tempo Soluzione esercizio 3 Accelerazione = velocità/ tempo Cioè l’accelerazione è la derivata prima della velocità rispetto al tempo. Essa sarà quindi pari al coefficiente angolare della retta tangente in tutti i punti della curva che descrive il moto in coordinate v-t RISPOSTA A

DINAMICA

Massa e Peso Grandezza Formula Unità di misura MASSA SI  kg cgs  g FORZA F=m*a SI  Newton N= cgs  Dine=10-5N PESO F=m*g SI  Newton cgs  Dine DENSITÀ 𝜌= 𝑚 𝑉 SI  kg/m3 cgs  g/cm3=kg/L PESO SPECIFICO 𝑝= 𝑚∙𝑔 𝑉 SI  N/m3 cgs  Dine/cm3

Un corpo non sottoposto a forze può essere in moto? Esercizio 1 Un corpo non sottoposto a forze può essere in moto? A. Sì, con moto circolare uniforme B. No, in quanto solo una forza può dare moto C. Sì, con moto rettilineo uniforme D. No, in quanto per spostare un corpo ci vuole lavoro E. Si, ma è necessaria una accelerazione

LEGGE D’INERZIA (Primo principio di Newton): Soluzione esercizio 1 LEGGE D’INERZIA (Primo principio di Newton): Un corpo su cui non agisce alcuna forza (o sul quale agiscono forze in equilibrio) mantiene il suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme. RISPOSTA C

Esercizio 2 Marco decide di fare un viaggio andando a piedi dall’equatore al polo nord. Mentre si avvicina: A. Diminuiscono massa e peso B. Cresce la massa e diminuisce il peso C. La massa è costante, aumenta il peso D. La massa diminuisce, il peso è costante E. Aumentano massa e peso

RISPOSTA C La massa è una caratteristica invariante del corpo. Soluzione esercizio 2 La massa è una caratteristica invariante del corpo. Il peso è m·g dove La Terra è schiacciata ai poli quindi R è diminuito e g aumentata G = costante di gravitazione universale M = massa della Terra R = raggio della Terra RISPOSTA C

Esercizio 3 Un pallavolista schiaccia applicando sulla palla una forza di 100 N per 0,2 secondi. La quantità di moto impressa al pallone è di: A. 20 Kg · m/s B. 20 J/s C. 20 N · m/s D. Il quesito non consente la risposta E. 20 Kg · s2 · m3

Soluzione esercizio 3 La quantità di moto è m · v (massa per velocità). Quindi Qm = Kg · m/s …Oppure… La quantità di moto trasmessa ad un corpo da una forza F che agisce per un determinato tempo t si definisce impulso della forza: ΔQ = Impulso = F · Δt 100 N · 0,2 sec = 20 N · sec = 20 Kg · m/s2 · s = 20 Kg · m/s RISPOSTA A

Lavoro ed Energia Grandezza Formula Unità di misura LAVORO 𝐿=𝐹∙𝑠=𝐹∙𝑠∙ cos 𝛼 SI  Joule J=N*m cgs  Erg=10-7 J POTENZA 𝑃= 𝐿 ∆𝑡 𝑃= 𝐿 ∆𝑡 =F∙ ∆𝑠 ∆𝑡 =𝐹∙𝑣 SI  Watt W=J/s cgs  Erg/s ENERGIA N.B.: L’energia è la capacità di compiere un lavoro. Energia e lavoro hanno quindi la stessa unità di misura. SI  Joule

TEOREMA DELL’ENERGIA CINETICA Variazione di energia cinetica: ΔEc = ½ mvf2 – ½ mvi2 LAB=ΔEc Energia potenziale gravitazionale U = mgh TEOREMA DELL’ENERGIA MECCANICA Ec+ Ep = costante (se siamo in un campo di forze conservative)

Esercizio 1 Tommaso sta sciando su una pista nera a Siusi (piano inclinato liscio) ed acquista, alla fine, una certa energia cinetica E. Quanto varrebbe l’energia cinetica finale se prima di scendere avesse messo in spalla uno zaino pari alla sua massa? A. E B. E C. 2E D. 4E E. 1/2 E

Soluzione esercizio 1 RISPOSTA C

Nell’urto elastico tra due molecole si conserva: Esercizio 2 Nell’urto elastico tra due molecole si conserva: A. La sola energia cinetica B. L’energia cinetica e la quantità di moto C. La sola quantità di moto D. Né l’energia cinetica né la quantità di moto E. Non è possibile rispondere in quanto il testo non fornisce alcun dato

Soluzione esercizio 2 In tutti i fenomeni di urto si conserva la quantità di moto. Nell’urto elastico si conserva anche l’energia cinetica. RISPOSTA B

Esercizio 3 Sina viaggia in moto in salita su una strada con pendenza del 2% (rapporto tra dislivello e percorso), con velocità v, la massa Sina+moto è m, gli attriti sono trascurabili, allora: A. Sina compie lavoro negativo B. La potenza da sviluppare sarà 2/100 mgv C. La forza di gravità compie lavoro positivo D. Il peso e la forza di gravità sono forze uguali ed opposte E. La potenza da sviluppare sarà mgv/(2/100)

Soluzione esercizio 3 Fp a b RISPOSTA B

fluidi

Pressione 𝑃= 𝐹 𝑛 𝑆 Unità di misura: SI  Pascal 𝑃𝑎= 𝑁 𝑚 3 𝑃= 𝐹 𝑛 𝑆 Unità di misura: SI  Pascal 𝑃𝑎= 𝑁 𝑚 3 cgs  Baria 𝑏𝑎𝑟𝑖𝑎= 𝑑𝑖𝑛𝑒 𝑐𝑚 2 torr=1 mmHg atm=760 mmHg=1,013*105 Pa bar=105 Pa

STATICA DEI FLUIDI Legge di Stevino 𝑃= 𝜌𝑔ℎ Principio di Archimede 𝐹 𝐴 = 𝜌 𝑙𝑖𝑞 ∙ 𝑔 ∙𝑉 DINAMICA DEI FLUIDI Bernoulli (fluidi ideali) 𝑃+ 𝜌𝑔ℎ+ 1 2 𝜌 𝑣 2 =𝑐𝑜𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 Poiseuille (fluidi reali) 𝑄= ∆𝑃∙𝜋∙ 𝑟 4 8∙η∙𝑙

E. nessuna delle precedenti Esercizio 1 Un liquido ideale, cioè incomprimibile e non viscoso, passa attraverso un condotto orizzontale di sezione circolare di diametro variabile D. La sua velocità in un dato punto è proporzionato a: A. D B. D2 C. 1/D D. E. nessuna delle precedenti

Soluzione esercizio 1 RISPOSTA D

Esercizio 2 Stefano dopo una corsa, presenta 120 battiti cardiaci al minuto. Ad ognuno di essi l’arteria aorta riceve 0,04 litri di sangue, per cui: A. il cuore batte 120 x 3600 volte all’ora. B. la portata media dell’aorta è 40 cm³/s C. l’aorta riceve 800 ml di sangue ogni 30 secondi D. la portata media dell’aorta è 80 cm³/s E. la portata media dell’aorta è 60 cm³/s

Soluzione esercizio 2 RISPOSTA D

Esercizio 3 Lukas ha una massa di 60 Kg. Se immerso in acqua perde 5,89 x 10² N di peso. Qual è la sua densità? A. B. Lukas deve mangiare di più perché è troppo magro C. D. E.

Soluzione esercizio 3 RISPOSTA C

TERMODINAMICA

TERMODINAMICA Grandezza Formula Unità di misura CALORE ∆𝑄=𝑚∙ 𝑐 𝑠 ∙∆𝑇 caloria 1 cal=4,186 J 1 kcal=4186 J CALORE SPECIFICO 𝑐 𝑠 = ∆𝑄 𝑚∙∆𝑇 Quantità di calore necessaria per elevare di 1°C la temperatura dell’unità di massa della sostanza 𝑐𝑎𝑙 𝑔∙°𝐶 SI  𝐽 𝑘𝑔∙𝐾 CAPACITÀ TERMICA 𝐶= ∆𝑄 ∆𝑇 = 𝑐 𝑠 ∙𝑚 La capacità termica di un corpo è la quantità di calore che esso deve assorbire affinché la sua temperatura aumenti di 1°C SI  𝐽 𝐾

GAS PERFETTO Le molecole hanno dimensioni trascurabili rispetto alle loro distanze Le molecole si muovono disordinatamente in modo casuale e interagiscono con le pareti del contenitore in modo puramente elastico GAS REALE Le molecole hanno un volume proprio Le molecole interagiscono tra loro non solo elasticamente

Trasformazioni termodinamiche Trasformazioni isoterme: avvengono a temperatura costante. 𝑃∙𝑉=𝑐𝑜𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 Trasformazioni isobare: avvengono a pressione costante. 𝑃=𝑐𝑜𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 Trasformazioni isocore: avvengono a volume costante. 𝑉=𝑐𝑜𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 Trasformazioni adiabatiche: avvengono senza scambio di calore con l’ambiente.

Esercizio 1 Un thermos contiene 100 grammi di acqua a 70°C. Dopo aver versato nel thermos altri 300 grammi di acqua a 10°C, la miscela si stabilizza alla temperatura di: A. 25°C B. 30°C C. 50°C D. 60°C E. 80°C

Soluzione esercizio 1 RISPOSTA A

Quali sono le condizioni standard dei gas? Esercizio 2 Quali sono le condizioni standard dei gas? A. 0°C, 2 atm B. 273,15 K, 760 torr C. Temperatura ambiente, 1 atm D. 275,15 K, 760 torr E. 100°C, 1 atm

RISPOSTA B Le condizioni standard dei gas sono 0° C e 1 atm Soluzione esercizio 2 Le condizioni standard dei gas sono 0° C e 1 atm N.B.: 273,15 K = 0° C 760 torr = 1 atm RISPOSTA B

Esercizio 3 Elisa è rimasta chiusa in una cella frigorifera e si congela raggiungendo la temperatura di 0 °C. Se il suo calore latente di fusione è uguale a 335 J/g, la quantità di calore necessaria a scongelare 1 Kg della sua massa è circa: A. 80 Kcal B. 200 Kcal C. 335 Watt D. 100 Kcal E. nessuna delle precedenti

RISPOSTA A Soluzione esercizio 3 CALORE LATENTE: quantità di calore necessaria per cambiare lo stato di una massa unitaria di una determinata sostanza RISPOSTA A

FENOMENI ELETTRICI

Elettrostatica ed Elettrodinamica Grandezza Formula Unità di misura CARICA Coulomb C POTENZIALE ELETTRICO 𝑉= 𝐸 𝑝 𝑞 Volt 𝑉= 𝐽 𝐶 CAPACITÀ 𝐶= 𝑄 𝑉 Farad 𝐹= 𝐶 𝑉 INTENSITÀ DI CORRENTE 𝑖= ∆𝑄 ∆𝑡 Ampere 𝐴= 𝐶 𝑠 RESISTENZA ELETTRICA 𝑅= ∆𝑉 𝑖 Ohm Ω= 𝑉 𝐴

Alcune formule… 𝐶= 𝑄 ∆𝑉 𝐶= 𝜀𝑆 𝑑 𝑉=𝑘 𝑄 𝑟 Legge di Coulomb: Prima legge di Ohm: ∆𝑉=𝑖∙𝑅 Capacità di un condensatore: Potenziale elettrico: 𝐶= 𝑄 ∆𝑉 𝐶= 𝜀𝑆 𝑑 𝑉=𝑘 𝑄 𝑟

Esercizio 1 Qual è la capacità totale di un sistema di due capacità in serie C1 e C2? A. B. C. D. E.

Soluzione esercizio 1 C1 C2 C1 C2 Serie: Parallelo: RISPOSTA B

Esercizio 2 Giulia ha una resistenza di 4 ohm. Accidentalmente infila due dita in una presa della corrente sviluppando una potenza di 16 W. Quanto vale la differenza di potenziale (DV) fra le due dita? A. 32 V B. 256 V C. 8 V D. 0,25 V E. 64 V

RISPOSTA C 1a legge di Ohm: Potenza dissipata: Soluzione esercizio 2 1a legge di Ohm: Potenza dissipata: Differenza di potenziale: RISPOSTA C

Elettromagnetismo Forza di Lorentz: Campo magnetico: 𝐵=𝜇 𝑖 2𝜋𝑟

Esercizio 1 Su una carica elettrica in un campo magnetico viene esercitata una forza quando: A. solo se la carica è ferma B. mai C. quando la carica si muove con direzione non parallela al campo D. sempre E. solo se la carica è positiva

Soluzione esercizio 1 RISPOSTA C

Esercizio 1 Paola, Aurora e Marta si pongono ai tre vertici di un triangolo equilatero con tre cariche elettriche puntiformi uguali e dello stesso segno in mano. Si può affermare che il campo elettrico nel centro del triangolo è: A. nullo B. uguale in modulo al triplo del campo generato da una delle cariche C. inversamente proporzionale al lato del triangolo D. inversamente proporzionale al quadrato della distanza delle cariche dal centro del triangolo E. uguale in modulo al campo generato da una delle cariche

Il campo risultante è nullo Soluzione esercizio 1 Il campo risultante è nullo RISPOSTA A