CLASSE II A liceo Scientifico prof. Daniela Piliarvu FISICA LAVORO

Liceo “A. Aprosio”
CLASSE II A liceo Scientifico
prof. Daniela Piliarvu
FISICA
LAVORO PROPOSTO PER IL PERIODO ESTIVO
PER QUANTI SONO PROMOSSI CON SOSPENSIONE DEL GIUDIZIO O CON VOTAZIONE 6/10
Trattazione sintetica su ciascuno dei seguenti argomenti e risoluzione di tutti gli esercizi assegnati
1) Presenta le caratteristiche del moto rettilineo uniforme e ricava le leggi orarie. Descrivi i diagrammi caratteristici
di tale moto.
2) Presenta le caratteristiche del moto uniformemente accelerato e ricava le leggi orarie. Descrivi i diagrammi
caratteristici di tale moto.
3) Enuncia le tre leggi della dinamica e presentane le caratteristiche. Mostra alcune situazioni pratiche che sono
descritte da tali leggi.
4) Illustra quali sono i vari modi attraverso i quali può essere scambiato il calore e descrivi qualche fenomeno ad essi
collegato.
5) Presenta e commenta la legge di dilatazione termica lineare e illustra almeno due applicazioni pratiche in cui si
tiene conto di tale legge.
PER QUANTI SONO PROMOSSI CON VALUTAZIONE 7/10 O SUPERIORE:
Trattazione sintetica su 3 dei precedenti argomenti e risoluzione SOLO degli esercizi su MOTO RETTILINEO e LAVORO
E ENERGIA
ESERCIZI SUL MOTO RETTILINEO
1) Un automobile, che si sta muovendo alla velocità di 36 km/h su una strada rettilinea, inizia ad accelerare
uniformemente raggiungendo la velocità di 144 km/h dopo aver percorso 375 m. Calcolare l’accelerazione
dell’automobile e il tempo impiegato per effettuare tale percorso.
Scrivere inoltre la legge oraria del moto, assumendo come origine del sistema di riferimento il punto occupato
dall’auto quando inizia ad accelerare.
[t = 15 s; a = 2 m/s2]
2) Un automobile si sta muovendo alla velocità di 108 km/h su una strada rettilinea quando il guidatore avvista un
ostacolo sulla strada. Se il tempo di reazione del guidatore è 0,80 s e quindi l’auto inizia a frenare, muovendosi di
moto rettilineo uniformemente decelerato con una decelerazione a = -5,0 m/s2, quanto tempo impiega a fermarsi?
Che distanza ha percorso prima di fermarsi.
[t = 6,8 s; d = 114 m]
3) Un aereo supersonico sta viaggiando ad una velocità di 720 km/h, quando inizia ad accelerare uniformemente
raggiungendo in 15 km la velocità di 2880 km/h. Quanto é stato il tempo impiegato e quant'era la sua accelerazione?
[t = 30 s; a = 20 m/s2]
4) Un ciclista che si sta muovendo con velocità costante v 0 = 12 m/s, avvista il traguardo e scatta. Sapendo che taglia
il traguardo dopo 11 s e che la sua velocità é v = 20 m/s a che distanza dal traguardo si trovava il ciclista quando é
scattato?
Se nell'istante in cui taglia il traguardo inizia a frenare con un'accelerazione costante di –0,5 m/s2, quanto spazio
percorrerà prima di fermarsi?
[176 m; 400 m]
5) Nella figura a fianco è rappresentata la distanza
percorsa da un'auto in funzione del tempo (lo spazio è
misurato in km, il tempo in ore). Qual è la distanza
totale descritta dall'automobile?
[160 km]
70
60
50
40
30
20
10
6) Riferendosi sempre alla figura a fianco, qual è stata
la velocità media (in km/h) dell'auto nell'ultima ora di
viaggio?
[90 km/h]
0
-1 0
-2 0
0 ,5
1
1 ,5
2
7) Una particella materiale si muove di moto rettilineo
vario con velocità che varia come indicato nel
diagramma a fianco riportato.
Si determini:
a) l'accelerazione istantanea negli istanti: t = 2sec; t =
4 sec;
b) lo spazio totale percorso nei primi 5 sec;
c) la velocità media nei primi 5 sec;
d) lo spazio totale percorso negli ultimi 4 sec.
6
5
4
3
2
V (m /s e c ) 1
0
-1 0
-2
-3
-4
2
4
6
8
10
t (s e c )
ESERCIZI SULL'EQUILIBRIO DI UN PUNTO MATERIALE
1) Un automobile è ferma su una strada in discesa, con il freno a mano tirato. La pendenza della strada è del 10%
cioè la strada sale di 10 m ogni 100 m di percorso. La massa dell'automobile è di 840 kg. Qual è il valore della forza di
attrito sugli pneumatici che tiene ferma l'automobile? Se il valore trovato fosse la metà del valore massimo della
forza di attrito quanto vale il coefficiente di attrito statico fra gomme e asfalto?
[820 N; 0,20]
2) Una cassa di perso 290 N è in equilibrio su un piano privo di attrito inclinato di 45° rispetto all'orizzontale. Quanto
vale il modulo della forza parallela al piano che lo tiene in equilibrio? Quanto varrebbe il modulo di tale forza se il
coefficiente di attrito statico fra cassa e piano fosse 0,2?
[250 N; 164 N]
3) Per tenere in equilibrio un carrello della spesa su un piano inclinato lungo 4,0 m e alto 0,75 m è necessaria una
forza di 92 N. Sapendo che l'attrito fra carrello e piano inclinato è trascurabile determinare la massa del carrello.
[50 kg]
4) Agganciata all'estremità di un piano inclinato, alto 1,00 m e lungo 1,50, vi è una molla di costante elastica k = 250
N/m, disposta parallelamente al piano inclinato stesso. Se al secondo estremo della molla viene appeso un corpo di
peso P = 50,0 N, trascurando gli attriti, di quanto si allunga la molla quando il corpo è in equilibrio?
[13,0 cm]
5) Agganciata all'estremità di un piano inclinato di 45° rispetto all'orizzontale, vi è una molla di costante elastica k =
250 N/m, disposta parallelamente al piano inclinato stesso. Se al secondo estremo della molla viene appeso un corpo
di peso P = 50,0 N, di quanto si allunga la molla quando il corpo è in equilibrio, se il coefficiente di attrito radente
statico fra corpo e piano è 0,20? [7,0 cm]
6) Una scatola è appoggiata su un piano orizzontale e collegata tramite una fune e una carrucola a un corpo appeso
alla fune stessa, Sapendo che la scatola ha un peso di 100 N e che il coefficiente di attrito statico fra essa e il piano è
0,20, determinare il peso minimo del corpo appeso in grado di mettere in movimento il sistema.
[20 N]
7) Due casse aventi masse rispettivamente m1 e m2 sono collegate tramite una fune e una carrucola e sono
appoggiate a due piani inclinati adiacenti che hanno la medesima altezza e che formano con l'orizzontale angoli
rispettivamente di 30° e di 45°. Determinare la massa m1 sapendo che m2 = 5,0 kg.
[7,1 kg]
8) Un facchino sta tenendo ferma una cassa di massa m = 33,5 kg , appoggiata su una passerella inclinata alta 2,40 m
e lunga 10,0 m. qual è il valore della forza equilibrante che il facchino deve applicare per mantenere ferma la cassa
se la forza di attrito è trascurabile? Quanto vale il modulo della reazione vincolare della passerella?[78,8 N; 318 N]
9) Se nell'esercizio precedente fra la cassa e la passerella vi fosse una forza di attrito statico con coefficiente pari a
0,150, quale forza dovrebbe esercitare il facchino per mantenere in equilibrio la cassa?
[31,1 N]
ESERCIZI SU LAVORO ED ENERGIA
1) Quale lavoro bisogna compiere per fermare un’auto di 1000 kg che si muove a 180 km/h?
2) Una palla da tennis di 50 g viene lasciata cadere da 1 m di altezza e rimbalza sul pavimento fino a 80 cm.
Calcola:
a. l’energia potenziale iniziale e finale e l’energia cinetica quando tocca il pavimento.
b. Il lavoro compiuto dalla forza peso per farla arrivare a terra
c. Quanta energia meccanica è andata persa a causa degli attriti
3) Una pallina avente la massa di 50g viene fatta cadere da un’ altezza di 2m. Quanto sarà la sua energia potenziale
e la sua energia cinetica ad un’ altezza di 40cm dal suolo?
4) Una forza risultante di 50N é applicata ad un carrello che si sposta di 5m. Calcola il lavoro fatto nei due casi
seguenti:
a) La forza forma un angolo di 30° con lo spostamento,
b) La forza forma un angolo di 45° con lo spostamento.
ESERCIZI SUL CALORE
1) Una piscina olimpionica contiene una massa d'acqua pari a 1,5·106 kg. Qual è la
quantità di calore necessaria per scaldare l'acqua della piscina dalla temperatura di 15°C a quella di 25°C? Se
tale energia fosse stata utilizzata per sollevare di 100 m una massa m da terra quanto sarebbe il valore di m?
[6,3·1010J; 6,4·107 kg]
2) Un bambino con la febbre beve 0,200 1 di acqua alla temperatura di 10,0 °C. Sapendo che per raggiungere
l'equilibrio termico con il corpo l'acqua ingerita assorbe una quantità di calore pari a 5,70 kcal, calcola la
temperatura dell'ammalato.
[38,5 ° C]
3) In un thermos sono contenuti 350 g di caffè alla temperatura di 85°C. Se non ci sono dispersioni di calore e
si aggiungono 30 g di latte a 10°C qual è la temperatura di equilibrio raggiunta dal liquido? (Considera il calore
specifico del latte pari a quello del caffè)
[79°C]
4) Un pezzo di rame di massa 200 g, portato alla temperatura di 323,15 K, viene immerso in un thermos che
contiene una massa d'acqua di 400 g alla temperatura di 273,15 K. Assumendo che il calore specifico del
rame sia 385 J/(kg • K), calcola la temperatura di equilibrio.
[275,2 K]
5) Serena vuole che nella sua vasca da bagno l'acqua si trovi alla temperatura di 36°C. Versa pertanto nella
vasca 40 1 di acqua corrente a 15°C. Quanti litri di acqua calda, a 60°C, sono necessari per portare l'acqua alla
temperatura voluta? Trascura ogni forma di dispersione termica e la dilatazione volumica dell'acqua. [35 l]
6) In un calorimetro delle mescolanze, di massa equivalente 100 g, si trovano 350 g di acqua alla temperatura
di 12,0°C. All'interno del calorimetro è inserito un blocco di ferro di massa 320 g alla temperatura di 280°C.
Quale sarà la temperatura di equilibrio del sistema?
[31,0°C]
7) II muro esterno di una stanza è largo 4,0 m, alto 2,7 m e spesso 40 cm. La sua conducibilità termica è pari a
0,58 J/(m·K·s). Quanto calore attraversa il muro in un'ora, se la temperatura della stanza è 22°C e quella
esterna 8,0°C?
[7,9·105 J]
8) Una finestra è larga 1,0 m e alta 1,5 m. Il vetro è spesso 6,0 mm. La conducibilità termica del vetro
semplice è 1,0 J/(m·K·s). Quanto calore attraversa la finestra in un'ora, se la temperatura della stanza è 20°C e
quella esterna 10°C?
[9,0·106 J]
9) Un bungalow in legno è a forma di prisma retto a base quadrata, largo 4,0 m, profondo 4,0 m e alto 2,5 m.
Il legno è spesso 35 mm e la sua conducibilità termica è 0,080 J/(m·K·s). Quanto calore attraversa le pareti
laterali in un'ora, se la temperatura interna è 20°C e quella esterna 10°C?
[3,3·106 J]
[0,064 J/(m·K·s)]