06/06 - Eurekamat

COMPITI IN CLASSE - FISICA 2A
Cinematica
1. Vero o Falso? Correggi le affermazioni errate.
(a) Nel grafico Spazio-Tempo, la velocità media tra due istanti è rappresentata dal coefficiente angolare del segmento
che ha per estremi i punti del grafico relativi a quegli istanti.
(b) Nel grafico Velocità-Tempo, il coefficiente angolare della retta tangente al grafico in un certo punto rappresenta
la velocità istantanea relativa a quell’istante.
(c) Nel grafico Velocità-Tempo, l’area sottesa al grafico tra due istanti rappresenta la velocità media tra quegli istanti.
2. Mario esce di casa alle 19:50, diretto ad una velocità di 4 km/h verso la palestra, che dista 3 km da casa sua.
a. A che ora Mario raggiungerà la palestra?
b. Traccia i grafici Spazio-Tempo e Velocità-Tempo del moto di Mario.
Allo stesso istante in cui Mario esce di casa, Luigi esce dalla palestra diretto verso casa di Marco. I due si incontrano
alle 20:11 lungo la strada.
c. Determina la velocità e lo spazio percorso da Luigi, e il luogo dell’incontro.
d. Traccia i grafici Spazio-Tempo e Velocità-Tempo del moto di Luigi.
3. Due corridori partono dal via mantenendo una velocità costante rispettivamente di 20 km/h e 19 km/h. Dove si trova
il secondo corridore quando il primo taglia il traguardo dei 100 m?
4. Per ognuno dei seguenti grafici, traccia un possibile grafico Velocità-Tempo ad esso relativo (nel caso del quarto grafico,
traccia un possibile grafico Spazio-Tempo). Supponi che lo spazio sia espresso in m, il tempo in s e la velocità in m/s.
5. Un corpo percorre una distanza totale di 10 km, mantenendo una velocità di 3 km/h per i primi 5 km, e di 5 km/h
per gli ultimi 5 km. Rappresenta il grafico Spazio-Tempo del moto, e calcola la velocità media del corpo sull’intero
tragitto.
6. Un’auto ha una velocità iniziale di 20 m/s, e rallenta con decelerazione costante. Dopo 2 s ha percorso 30 m. (a)
Quanto vale l’accelerazione dell’auto? (b) Che velocità ha l’auto dopo 2 s? (c) Quanti metri avrà percorso dopo 3 s?
(d) L’auto colpisce un ostacolo posto a 60 m di distanza o si ferma prima? (e) Disegna il grafico S-t e il grafico V-t
dell’auto. (f) Se l’auto avesse iniziato a rallentare con 0,5 secondi di ritardo, avrebbe colpito l’ostacolo descritto al
punto d? Dove si sarebbe fermata?
7. Un sasso viene lanciato in aria da un’altezza iniziale di 1 m, e raggiunge la sua altezza massima dopo 1.5 s. (a) Con
che velocità iniziale è stato tirato il sasso? (b) Che altezza massima ha raggiunto il sasso? (c) Disegna il grafico S-t e
il grafico V-t del sasso.
8. Vero o falso? Correggi le affermazioni che sono false, o spiega perchè lo sono.
(a) Un corpo si muove con legge oraria s = t2 + 2t. Ciò significa che la sua accelerazione è pari a 2 m/s2 .
(b) Quando lanci una pallina verso l’alto, la sua accelerazione è negativa durante la fase di salita, e positiva durante
la fase di discesa.
(c) Un corpo con accelerazione negativa sta diminuendo velocità.
(d) Nell’istante in cui la velocità istantanea di un corpo è nulla, anche la sua accelerazione è nulla.
(e) Una moto si muove di moto rettilineo uniforme. Allora, se parte da ferma, la sua velocità al tempo 2t è il doppio
della sua velocità al tempo t.
(f) A e B si muovono di moto rettilineo uniforme partendo da ferme, e l’accelerazione di A è il doppio di quella di B.
Allora dopo un intervallo di tempo ∆t l’auto A ha percorso una distanza doppia di quella dell’auto B.
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9. Disegna i possibili grafici S-t e V-t di una palla da basket che, lasciata cadere da un’altezza di 1 m, rimbalza 3 volte
sul pavimento (immagina che ad ogni rimbalzo la palla raggiunga un’altezza sempre minore).
Dinamica
1. Vero o Falso? Commenta brevemente gli errori delle affermazioni false.
(a)
(b)
(c)
(d)
Se un corpo è in moto, allora su di esso agiscono delle forze.
Quando lanci un corpo verso l’alto, durante la fase di salita la risultante delle forze è diretta verso l’alto.
Quando lanci un corpo verso l’alto, durante la fase di discesa la risultante delle forze è diretta verso il basso.
Due palline di uguale forma, ma aventi una la metà della massa dell’altra, lasciate cadere dalla stessa altezza,
sono soggette alla stessa accelerazione.
2. Una cassa di massa m = 1 kg inizialmente ferma viene trascinata lungo un piano da una forza F di 5 N, che forma un
angolo di 30◦ con il piano. Supponi che il coefficiente di attrito dinamico tra il piano e la cassa sia pari a µD = 0, 2.
(a) Calcola l’accelerazione a cui è soggetta la cassa.
(b) Calcola che velocità raggiunge la cassa dopo aver percorso 5 m.
3. Una cassa si trova alla base di un piano inclinato di 30◦ e lungo L = 10 m, e viene lanciata verso la cima con una
velocità iniziale di 10 m/s. Supponi che il coefficiente di attrito dinamico tra il piano e la cassa sia pari a µD = 0, 1.
(a) Quanti metri riesce a percorrere la cassa sul piano inclinato prima di arrestarsi?
(b) Con che velocità iniziale avrebbe dovuto essere lanciata la cassa per raggiungere la cima del piano?
4. In un ascensore un oggetto di massa 50 kg è posto sopra ad una bilancia.
(a) Descrivi il moto e calcola l’accelerazione dell’ascensore se la bilancia registra un peso di 45 kg.
(b) Cosa registrerebbe la bilancia se l’ascensore salisse ad una velocità costante v = 1 m/s?
(c) Cosa registrerebbe la bilancia se l’ascensore fosse in caduta libera?
5. Una cassa di massa m = 10 kg è posta alla base di un piano inclinato liscio, alto 4 m e lungo 12 m. La cassa è
legata ad una fune che corre fino ad una carrucola posta sulla cima del piano (su cui scorre senza attrito) e poi scende
verticalmente in un pozzo, legata ad un peso di massa M = 15 kg. Calcola l’accelerazione della cassa e la velocità con
cui giunge in cima al piano.
6. Due blocchi di massa m1 e m2 sono parte di una macchina di Atwood. Calcola (calcolo letterale) la tensione a cui è
sottoposto il filo e l’accelerazione del sistema. A che valore tendono quando m1 ≪ m2 ? Che spiegazione ne dai?
7. Due blocchi di massa m1 = 3 kg e m2 = 5 kg sono posti, a contatto l’uno con l’altro, su un piano orizzontale liscio.
Una forza di 16 N spinge il blocco m1 in direzione del blocco m2 .
(a) Calcola l’accelerazione del sistema e le forze che agiscono tra un blocco e l’altro.
(b) Calcola l’accelerazione del sistema e le forze che agiscono tra un blocco e l’altro se è presente attrito dinamico di
coefficiente µD = 0, 2.
8. Come si può calare un carico di massa m = 100 kg con una corda che sopporta una tensione massima di 950 N?
Fluidostatica
1. Enuncia e dimostra la legge di Archimede.
2. Vero o Falso? Correggi le affermazioni errate.
(a)
(b)
(c)
(d)
Una carta da gioco e un foglio A4 sul fondo di una piscina profonda 2 m subiscono la stessa pressione.
Raddoppiando il lato di una superficie quadrata su cui agisce una forza F , la pressione dimezza.
La pressione sul fondo di un bicchiere è direttamente proporzionale al volume del liquido contenuto nel bicchiere.
Un corpo immerso in acqua oppure in olio riceve spinte di Archimede di intensità diverse.
3. A che profondità ci dobbiamo immergere in mare (ρ = 1035 kg/m3 ) affinchè l’acqua eserciti una pressione di 100 000
Pa? E supponendo che la nostra superficie corporea sia pari a 1,6 m2 , a che forza saremmo sottoposti in tale situazione?
4. Un cubo avente volume V = 400 cm3 galleggia immerso per un quarto del suo volume in acqua.
(a) Calcola la spinta di Archimede ricevuta dal cubo.
(b) Calcola la massa e la densità del cubo.
5. Un cubo di piombo (ρ = 11340 kg/m3 ) con una cavità vuota al suo interno pesa 40 N fuori dall’acqua e 30 N in acqua.
Determina il volume della cavità all’interno del cubo.
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