F_Gen_C_20-7

FISICA Generale C
A.A. 2006-2007
20.07.2007
Cognome
Nome
n. matricola
Corso di Studi
Docente
Voto
5 Crediti
10 Crediti
Quesito n. 2
Un pendolo semplice si trova all’interno di un vagone accelerato. Spiegare se le sue oscillazioni, rispetto ad un osservatore solidale col
vagone, avvengono intorno alla direzione verticale.
Il centro di oscillazione, che corrisponde alla posizione di equilibrio statico del pendolo, corrisponde al pendolo inclinato rispetto alla
verticale a causa della presenza della forza fittizia orizzontale.
Quesito n. 2
Un filo omogeneo di resistività  e sezione  è percorso da una corrente I. Lungo il filo, in un certo punto P,si è generata
accidentalmente una strozzatura caratterizzata da una sezione ’ molto minore di . La corrente I viene aumentata linearmente finché,
ad un certo istante, il filo si rompe proprio nel punto P a causa della dissipazione termica. Si spieghi perché il filo si rompe proprio in
coincidenza con la strozzatura.
La dissipazione locale nella strozzatura è maggiore poiché la resistenza elettrica locale è più alta.
Quesito n. 3
Un anello filiforme di raggio R, composto di materiale isolante, è uniformemente carico con carica totale +Q. Quanto vale il campo al
centro O dell’anello? Disegnare il vettore campo elettrico nello stesso punto O, dopo aver rimosso una porzione dell’anello
corrispondente ad una apertura angolare
,
motivando la risposta.
Nel primo caso il campo in O è nullo. Nel secondo il campo in O sarà uguale a quello determinato da una carica negativa
Q '  Q

2
distribuita uniformemente su di un arco
R e diretta come in figura, lungo la bisettrice dell’angolo  .
Esercizio n. 1
Tre masse m1= 500 g , m2= 50 g e m3 = 100 g sono collegate tra loro da funi inestensibili e di
massa trascurabile nella configurazione mostrata in figura, dove, sia la guida circolare fissa che
il piano orizzontale, sono lisci. Calcolare le componenti dell’accelerazione del centro di massa
del sistema delle tre masse.
m2
m3
m1
|a1| = |a2| = |a3| = a
per ciascuna massa, proiettando lungo il versore tangente al moto: m1g – T = m1a ; T - T3 = m2a ; T3 = m3a ;
a = m1g/ (m1+m2+m3) = 7.55 m/s2 ; acx = (m2+m3 )a/(m1+m2+m3) = 1.74 m/s2 ;
acy = m1a/(m1+m2+m3) = 5.81 m/s2
Esercizio n. 2 Una macchina frigorifera opera scambiando calore con due sole sorgenti a T1= 150 °C e T2= 0 °C. Se durante ogni ciclo
la macchina cede Q1= 1000 cal alla sorgente a temperatura superiore e solidificano 10 g di ghiaccio nella sorgente a temperatura
inferiore, determinare a) l’efficienza della macchina frigorifera; b) il rendimento che avrebbe una macchina termica che scambiasse le
stesse quantità di calore con le sorgenti; c) stabilire se si tratta di una macchina di Carnot. (Calore latente di fusione del ghiaccio = 80
cal/g)
 frigo 

L
Q1
Q2
L

Q2
Q1  Q2
4
 0,2
Carnot  1  T2 / T1  0,35 >  : la macchina non è una macchina di Carnot.
Esercizio n. 3
Un filo indefinito, attraverso il quale scorre una corrente i=10 A, ed una spira quadrata di lato l=1 cm
sono disposti come in figura. Si calcoli la forza elettromotrice al tempo t=1 s nell’ipotesi che la distanza
d aumenti secondo la legge d(t)=d0+vt . Si assuma v=1 cm/s e d0 = 1 cm
dB 
d
La forza elettromotrice indotta sarà E  

dt
dt
Infine
E
 0il 2 v
2 d 0  vt  l d 0  vt
 3 10 9 V
d  vt l

d vt
0i
 il   d 0  vt  l 

ldx   0
ln 
2x
2 t  d 0  vt 
i
l
d0