Testo con soluzioni - Dipartimento di Fisica e Geologia

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FISICA per il C.d.L. in Scienze Biologiche
Prof.ssa S. Corezzi
(Cinematica-Dinamica-Elettrostatica-Magnetostatica-Fluidi-Teoria degli errori)
APPELLO n.10
Data: 7 Febbraio 2017, ore 9:30
Tempo Disponibile: 90 minuti
Domanda n1
All’acquapark un bambino di massa m si lascia andare, da fermo, dalla cima di
uno scivolo tridimensionale, a un’altezza h=12,5 m sopra il livello della piscina.
A che velocità starà scivolando quando arriva in acqua? Supponiamo che lo
scivolo, sul quale scorre continuamente dell’acqua, sia privo di attrito.
(a) 25.2 m/s
(c) 14.3 m/s
(e) dipende dalla massa
del bambino
(b) 147 m/s
(d) 15.6 m/s
(f) 32 m/s
Domanda n.2
Una cassa di 30 kg viene lasciata scivolare su un piano orizzontale con
coefficiente di attrito dinamico uguale a 0,2 al termine del quale si trova un
muro. La cassa è stata lanciata con una velocità iniziale di 2,5 m/s da una
distanza di 2 m dal muro. A quale distanza dal muro si fermerà la cassa?
(a) 20 cm
(c) 12 cm
(e) 40 cm
(b) 0,5 m
(d) sbatte contro il muro (f) 1 m
Domanda n.3
Un nuotatore subacqueo, mentre si trova alla profondità L, si riempie per bene i
polmoni respirando dalle sue bombole. Se la pressione all’interno dei suoi
polmoni arriva a 183 kPa, a quale profondità si è immerso il nuotatore? (La
pressione atmosferica è 0,1 MPa; la densità dell’acqua è 0,998 g/cm3)
(a) circa 8,5 m
(c) più di 10 m
(e) circa 2 m
(b) meno di 5 m
(d) circa 12 m
(f) circa 3,5 m
Domanda n.4
Una carica Q1=40 nC di massa 2 g è collocata esattamente sulla verticale
rispetto ad una carica puntiforme Q2=30 nC posta su un sostegno. A quale
distanza dal sostegno la carica Q1 rimarrà sospesa in aria?
(a) 11,2 cm
(c) 0,5 cm
(e) 2,3 cm
(b) 1,5 m
(d) 28 m
(f) 2 mm
Domanda n.5
Quale delle seguenti affermazioni relative alla forza elastica è falsa?
(L=lavoro; U=energia potenziale; Ec= energia cinetica; x=compressione;
k=costante elastica)
ଵ
(e) U non può essere
(a) L= ∆U
(c) ܷ = ݇‫ ݔ‬ଶ
ଶ
negativa
(b) L= ∆Ec (d) non dissipa energia meccanica (f) ∆Ec può essere positiva,
negativa o nulla
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Domanda n.6
Un’ape compie uno spostamento di 200 m in direzione 45° N-E e
successivamente uno spostamento di 200 m in direzione 45° S-E.
Determinare lo spostamento che l’ape deve compiere in linea retta
per ritornare al proprio alveare.
(a) 346,4 m direzione Est
(b) 346,4 m direzione Sud
(c) 282,8 m direzione Est
(d) 282,8 m direzione Ovest
(e) 148,3 m direzione Nord
(f) 148,3 m direzione Sud
Domanda n.7
Uno studente vuole determinare l’energia cinetica posseduta da uno ione
positivo di massa m=3,3863⋅10-25 kg misurandone la velocità v con cui esce da
un acceleratore. Se egli misura v=(3,042±0,003)⋅104 m/s, quale sarà il risultato
correttamente riportato dallo studente?
(a) (15,668±0,030)⋅10-17 J (c) (15,668±0,0309)⋅10-17 J (e) (15,66801±0,0309)⋅10-17 J
(b) (15,7±0,03)⋅10-17 J
(d) (15,67±0,03)⋅10-17 J
(f) (15,668±0,031)⋅10-17 J
Domanda n.8
Quanto vale l'accelerazione di gravità sulla Stazione Spaziale Internazionale,
che orbita ad una distanza media dalla superfice della Terra di 400 km?
(RT≈6,400 km)
(a) 8,1 m s-2
(c) 9,8 m s-2
(e) 10,1 m s-2
(b) E' nulla
(d) 8,7 m s-2
(f) 0,1 m s-2
Domanda n.9
Qual è la forza elettrica che agisce su un elettrone collocato fra due grandi piani
paralleli e orizzontali carichi con identica distribuzione di carica negativa
superficiale σ=1,77⋅10-22 C/m2? (carica dell’elettrone: e=1,6⋅10-19 C)
(a) dipende dalla
(c) 2,5⋅10-12 N verso l’alto (e) 3,1⋅10-30 N verso il basso
distanza dai piani
(b) nulla
(d) 8,4⋅10-16 N verso l’alto (f) 1,6⋅10-30 N verso il basso
Domanda n.10
Un sasso di massa m viene lasciato cadere da una torre alta h. Durante la
caduta, a causa di un forte vento, al corpo viene impressa una componente
orizzontale dell’accelerazione pari a 3 m/s2. Qual è la traiettoria descritta dal
sasso?
(a) parabolica
(c) semicircolare
(e) rettilinea verticale
(b) dipende dalla massa (d) rettilinea orizzontale (f) rettilinea obliqua
Domanda n.11
Una bilia sferica di rame, di raggio 3 cm, a causa di un difetto di fabbricazione
presenta un piccolo buco vuoto al suo interno. Nel corso di un esperimento di
laboratorio la bilia viene caricata con 3⋅10-4 C ed una seconda carica Q=1,6⋅10-19
C viene avvicinata a 27 cm dalla superficie della bilia. Con quale forza la carica Q
viene respinta?
(c) non si può dire
(e) 5,9⋅10-12 N
(a) 4,8⋅10-12 N
(d) nulla
(b) meno di 4,8⋅10-12 N
(f) più di 5,9⋅10-12 N
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Domanda n.12
Una signora di 48 kg indossa scarpe con tacchi a spillo di sezione pari a 1 cm2.
Quanto vale la pressione esercitata sul pavimento da ciascun tacco? (Si ricordi
che le scarpe sono due…e 1 atm=0,1 MPa)
(c) 48 atm
(e) 143 atm
(a) 2,4 atm
(b) 23,5 atm
(d) 11,8 atm
(f) 2500 atm
Domanda n.13
Quanto vale la forza che agisce sul fondo di un cilindro graduato, alto 25 cm con
diametro di 4 cm, riempito a metà con mercurio e per la restante parte con
acqua? (ρacqua=0,998⋅103 kg/m3, ρmercurio=13,6⋅103 kg/m3)
Si tenga conto anche della pressione atmosferica!
(a) 431N
(c) 1,5 N
(e) 14 N
(b) 57,2 N
(d) 0,6 N
(f) 148,3 N
Domanda n.14
Un elettrone (m=9,1⋅10-31 kg, q=1,6⋅10-19 C) esce da una sorgente praticamente
fermo e viene accelerato da una differenza di potenziale di 103 V. Quale velocità
raggiunge?
(a) 8,022⋅106 m/s
(c) 5,17⋅105 m/s
(e) 4,28⋅107 m/s
(b) 1,35⋅104 m/s
(d) 5,93⋅108 m/s
(f) 2,95⋅103 m/s
Domanda n.15
Una scatola di volume 30 cm3 e densità 0.8 g/cm3 galleggia in acqua distillata
(densità 1 g/cm3). Quale frazione di volume della scatola emerge?
(a) 100%
(c) 60%
(e) 20%
(b) 80%
(d) 40%
(f) 0%
Domanda n.16
Quanti giri al minuto deve compiere una piattaforma circolare di raggio R=3 m
affinché un punto del bordo sia sottoposto ad una accelerazione centripeta pari
a 10⋅g ?
(a) 74,2
(c) 54,6
(e) 3,14
(b) 29,5
(d) 0,9
(f) 13,3
Domanda n.17
Il sangue scorre in un tratto orizzontale di un’arteria parzialmente ostruita. Nel
passare da una porzione sana ad una porzione con sezione inferiore, cosa
succede?
(a) la velocità e la
(c) la velocità del
(e) la velocità del
pressione del sangue
sangue aumenta, la
sangue diminuisce, la
diminuiscono
pressione diminuisce
pressione non cambia
(b) la velocità e la
(d) la velocità del
(f) la velocità del sangue
pressione del sangue
sangue diminuisce, la
aumenta, la pressione
aumentano
pressione aumenta
non cambia
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Domanda n.18
La misura T=5,63±0,01 s ha una precisione del:
(a) circa 0,1%
(c) 1%
(b) circa 0,2%
(d) 0,01%
(e) 4%
(f) 0,4%
Domanda n.19
Un fascio di particelle ionizzate di massa 6,14⋅10-26 kg entra con velocità
v=1,57⋅104 m/s in una regione di campo magnetico B uniforme ortogonale alla
velocità delle particelle stesse, e viene deflesso. Il raggio di curvatura del fascio
è pari a 2 cm e l’intensità del campo magnetico è di 0,1 T. Quante volte sono
state ionizzate le particelle che costituiscono il fascio? (e=1,6⋅10-19 C)
(a) una volta
(c) tre volte
(e) cinque volte
(b) due volte
(d) quattro volte
(f) sei volte
Domanda n.20
Qual è l’origine del campo magnetico statico?
(a) Masse in moto
(c) Il nucleo della Terra
(b) Correnti in moto
(d) Cariche in moto
(e) Cariche in moto
circolare uniforme
(f) Cariche statiche
Domanda n.21
Un condensatore piano è posizionato orizzontalmente, e caricato con una
densità di carica σ. Una gocciolina di olio carica rimane sospesa nel campo
elettrico presente fra le armature del condensatore. Se la carica sulla goccia è
3,2⋅10-19 C e la massa della goccia è 10-14 Kg, quanto vale σ? (La costante
dielettrica del vuoto è ε0=8,854⋅10-12 C2/Nm2)
(a) 1,35⋅10-6 C/m2
(c) 5,4⋅10-6 C/m2
(e) 8,1⋅10-6 C/m2
(b) 2,7⋅10-6 C/m2
(d) 2,7⋅10-6 C
(f) 2,7⋅10-4 C/m2
Domanda n.22
Le linee del campo magnetico generato da un filo percorso da corrente sono:
(a) radiali uscenti
(c) antiparallele alla corrente
(e) concentriche al filo
(b) radiali entranti
(d) parallele alla corrente
(f) paraboliche
Domanda n.23
Due eritrociti (globuli rossi) hanno massa pari a 9⋅10-14 kg e carica in eccesso
negativa distribuita uniformemente sulle loro superfici, rispettivamente
di -2,7⋅10-12 C e -3,2⋅10-12 C; ciascuna cellula può essere approssimata come
una sfera di 7,5 µm di diametro. Con quale forza si respingerebbero se
giungessero a toccarsi?
(a) 2,5⋅10-2 N
(c) 1,38⋅10-3 N
(e) 32,5⋅10-5 N
(b) 1,5⋅10-4 N
(d) 5,7⋅10-6 N
(f) 4,7⋅10-3 N