ESERCIZI DI FISICA PER LA CLASSE II
COMPITI VACANZE E PREPARAZIONE VERIFICA DEL DEBITO
Equilibrio dei fluidi
1. Una donna che pesa 650N porta scarpe con i tacchi a spillo; ogni tacco ha una superficie di
1, 0cm 2 . Che pressione esercitano i tacchi delle scarpe sul pavimento?
2. Un elefante ha un peso di 5, 0 ×104 N e ciascuna delle sue zampe ha una superficie di circa
0, 05m 2 ; la pressione che esercita sul terreno è maggiore o minore di quella dei tacchi della
donna?
3. Una cassa di 100N poggia su una superficie di 0,60m 2. Quale pressione esercita se è appoggiata
su una superficie orizzontale? E se è appoggiata su un piano inclinato di 30°?
4. A quale profondità nel mare la pressione è pari al doppio di quella atmosferica?
5. Cambierebbe in modo rilevante il risultato dell’esercizio precedente se invece del mare
considerassimo un tubo di piccolo diametro, pieno d’acqua e alto 10m?
6. In un rifugio a 2500m d’altitudine la colonnina di mercurio di un barometro di Torricelli rimane
stabile a 59cm di altezza. Quanto vale la pressione atmosferica? ( densità mercurio=13,6g/cm3)
7. Una sferetta di rame ( d = 9, 0g/cm 3 ) ha un volume di 10cm3 ; determinarne il peso apparente
della sferetta, quando è completamente immersa in acqua e quando è completamente immersa in
un olio di densità 0,80g/cm3 .
8. Uno studente per misurare la densità di un liquido, appende ad un dinamometro un cilindretto di
acciaio ( d = 7, 0 g / cm3 ) di 500g; lo strumento, quando il cilindretto è completamente immerso
nel liquido segna 3,96N . Qual è la densità del liquido?
I MOTI RETTILINEI
1. In una gara multipla un atleta percorre 25km in bicicletta nel tempo di 45min. Successivamente
nuota in un tratto di fiume per 200m impiegando 360s infine corre per 3000m in un tempo di
8min e 57s. Quanto vale la velocità media complessiva in Km/h?
2. Con un’automobile percorri prima 4,00km a 30,0km/h e poi altri 4,00km a 50,0km/h. Quanto
vale la velocità media per il tragitto totale di 8,00km?
3. In una strada trafficata guidi un’automobile in linea retta a 12m/s per 1,5min, poi rimani fermo
per 3,5min e infine procedi a 15m/s per altri 2,5min. Disegna il grafico posizione – tempo per
questo moto relativo all’intervallo di tempo fra t=0 e t=7,5min. Usando il grafico calcola la
velocità media tra t=0 e t=7,5min.
4. Le onde radio viaggiano alla velocità della luce,
approssimativamente 300000km/s. Quanto tempo impiega un
messaggio radio inviato dalla Terra per raggiungere la Luna e
tornare sulla Terra?
( Cerca i dati necessari )
5. I grafici in figura rappresentano il moto di due automobili che
si muovono di moto rettilineo uniforme. Calcola la velocità e
scrivi la legge oraria di ciascuna automobile. Calcola gli
istanti di tempo in cui le due automobili si trovano alla
distanza di 1,0km.
6. Le leggi orarie di due ciclisti che percorrono la stessa strada dritta sono: s A (t) = 50 - 20t e
s B (t) = 12,5t con t espresso in h e s in km. Disegna sullo stesso piano cartesiano i due
diagrammi orari e calcola dopo quanto tempo dalla partenza si incrociano.
7. Un treno che sta viaggiando su un tratto rettilineo con una velocità iniziale di 0,50m/s, accelera
di 2,0m/s2 per 2,0s, prosegue con velocità costante per altri 3,0s e quindi decelera di -1,5m/s2 per
1,0s. Disegna il grafico velocità – tempo nell’intervallo tra t=0 e t=6,0s. Qual è la velocità finale
del treno? Qual è l’accelerazione media del treno?
8. Un’automobile procede alla velocità di 72km/h e a un certo punto comincia a rallentare con
un’accelerazione costante di -2,0m/s2. Calcola la velocità dell’automobile dopo 3,5s e lo spazio
percorso.
9. Un treno viaggia ad una velocità di 180km/h, poi frena e si ferma in 15s. Quanto vale la sua
accelerazione? Qual è lo spazio di frenata?
10. Stai guidando il tuo motorino in città alla velocità di 12m/s, quando vedi un cane fermo in
mezzo alla strada davanti a te. Azioni i freni e cominci a decelerare di 3,5m/s 2. Quale distanza
percorri prima di fermarti?
11. Con una fionda, un bambino lancia un sasso verticalmente verso l’alto dall’altezza di 1,0m dal
suolo. La velocità iniziale del sasso è 10m/s. A quale altezza massima arriva e in quanto tempo?
Dopo quanto tempo dal lancio il sasso tocca terra?
LA DINAMICA
1. Un falegname spinge un armadio di 80Kg su un pavimento di legno. Il coefficiente di attrito è
0,20; la forza esercitata è parallela al pavimento, vale 200N ed è costante. Con quale
accelerazione si muove l’armadio? Qual è lo spostamento dell’armadio in 5,0s, se inizialmente
era fermo?
2. In un cantiere una gru solleva un blocco di cemento di massa 200Kg con un’accelerazione
costante pari a 0,550m/s 2. Qual è la forza risultante che agisce sul blocco? Qual è l’intensità
della forza applicata dalla gru sul blocco? Per tirarlo su a velocità costante la gru dovrebbe
impiegare una forza maggiore o minore? Perché?
3. Ad una biglia di 100g viene impressa una velocità iniziale di 0,5m/s su una pista di sabbia.
Calcola l’intensità della forza di attrito che agisce costantemente sulla pallina sapendo che
questa si ferma dopo aver percorso 1,2m.
4. Un’automobile ha una massa di 900Kg e sta trainando un piccolo rimorchio. Il suo motore le
imprime un’accelerazione pari a 2,4m/s 2. Ad un dato istante il rimorchio si stacca e
l’accelerazione passa bruscamente al valore di 3,3m/s2. Qual è la massa del rimorchio?
5. Un bimbo spinge uno slittino di 10Kg su un lago ghiacciato con una forza di 20N. Sua sorella,
per dispetto, tira in verso contrario. Supponendo trascurabile l’attrito, se in 5 s il bambino riesce
a spostare lo slittino inizialmente fermo di 1 m, qual è l’intensità della forza esercitata dalla
sorella?
6. Un bambino di massa 28kg scende lungo uno scivolo alto 2,40m e lungo 3,60m. Supponendo
trascurabile l’attrito, con quale accelerazione scende il bambino? In quanto tempo e con quale
velocità arriva in fondo allo scivolo? Se l’attrito non fosse trascurabile come cambierebbero le
risposte alle domande precedenti?
7. Una slitta è trascinata su un lago ghiacciato (attrito trascurabile) da una muta di cani. Nel suo
insieme, la muta esercita una forza costante di valore pari a 1400N. La slitta acquista velocità
con un’accelerazione di 0,72m/s2. Quale accelerazione subirebbe la slitta se la forza costante
esercitata dalla muta fosse ridotta a due terzi di quella precedente?
8. Un disco a ghiaccio secco, di massa 0,20kg, è appoggiato
su una superficie piana orizzontale
ur
uur
priva di attrito e su di esso agiscono le tre forze F1 diretta nel verso positivo dell’asse x, F2
uur
diretta nel verso positivo dell’asse y e F3 diretta nel verso negativo dell’asse x, rispettivamente
di moduli 12N, 12N e 4,0N e tutte parallele alla superficie. Determina l’accelerazione del disco
in modulo e direzione.
9. Un motociclista sta per affrontare una curva. Il coefficiente di attrito tra i pneumatici e la strada
è 0,70 e il raggio della curva è 25m. Qual è la massima velocità a cui il motociclista può
effettuare la curva?
IL MOTO IN DUE DIMENSIONI
MOTO DEL PROIETTILE - MOTO CIRCOLARE UNIFORME
1.
Un cannone, piazzato su una collina alta 100m, spara orizzontalmente un proiettile con una
velocità di uscita di 300m/s. Trascurando la resistenza dell’aria, in quanti secondi il proiettile
tocca terra? A quale distanza dalla base della collina il proiettile tocca terra? Si disegni la
traiettoria del proiettile (scrivi l’equazione della corrispondente parabola e rappresentala nel
piano cartesiano).
2. Un cannone spara un proiettile lungo una direzione inclinata di 30 0 rispetto all’orizzontale, con
una velocità iniziale di 420m/s. Trascurando la resistenza dell’aria, quanto tempo impiega il
proiettile a toccare terra? Qual è l’altezza massima raggiunta? Qual è la gittata?
3. Un aereo che vola orizzontalmente a 576km/h e a una quota di 2000m, lancia un carico che deve
toccare terra in un punto ben preciso. Trascurando la resistenza dell’aria, a quale distanza
orizzontale dal bersaglio deve sganciare il carico? Quanto tempo prima di passare sulla verticale
del bersaglio l’aereo deve effettuare il lancio?
4. Calcolare il tempo di volo di un proiettile sparato obliquamente a 60 0 rispetto all’orizzontale
con velocità di modulo 49 3 m/s. Con quale velocità arriva al suolo?
5. Possiamo assumere che il Sole si muova di moto circolare uniforme attraverso la Via Lattea. Il
raggio dell’orbita solare è 2,4 10 20 m e la sua frequenza è di 1 giro ogni circa 220 milioni di
anni. Calcola l’accelerazione centripeta del Sole. Qual è il modulo della velocità del Sole?
6. Una pattinatrice rotea su se stessa compiendo 42 giri al minuto. Durante l’esecuzione, tiene i
gomiti verso l’esterno: la distanza fra i gomiti è di 0,60m. Quali sono la frequenza e il periodo
del moto della pattinatrice? Con quale velocità e con quale accelerazione si muovono i gomiti
della pattinatrice?
7. Un elicottero sta scaldando il motore, e le pale, ciascuna di 5,70m di lunghezza, ruotano a una
velocità angolare di 6,28 rad/s. Un’ape è appoggiata su una delle pale a 3,00m dal rotore. Qual è
l’accelerazione centripeta dell’ape? L’ape si sposta fino all’estremità della pala e scivola. Con
quale velocità viene proiettata lontano?
8. Nel passare il pallone a un compagno, un giocatore di pallacanestro descrive con il braccio un
arco di circonferenza di ampiezza 60,0 0 in 0,750s, a velocità approssimativamente costante. La
lunghezza del braccio del giocatore è di 80,0cm. Calcola con quale velocità viene lanciato il
pallone. Qual è il valore dell’accelerazione centripeta impressa al pallone durante la rotazione?
SOLUZIONI
EQUILIBRIO DEI FLUIDI
1.
6,5 ×106 Pa
2.
1, 0 ×106 Pa
3.
1, 7 ×10 2 Pa ; 1, 4 ×102 Pa
4.
10m
5.
No
6.
7,9 ×104 Pa
7.
0,72N; 0,80N
8.
1,3g/cm3
I MOTI RETTILINEI
1. 28,2km/h
2. 37,6km/h
3. 7,4m/s
4. 2,56s
5. 25m/s; 8,3m/s; 60s; 180s
6. 1,5h
7. 3,0m/s; 0,42m/s2
8. 13m/s; 58m
9. -3,3m/s2; 380m
10. 21m
11. 1,0s; 6,1m; 2,1s
LA DINAMICA
1.
0,54m/s2, 6,8m
2.
110N; 2, 07 ×103 N
3.
0,01N
3, 4 ×10 2 kg
4.
5.
-19,2N
6.
6,53m/s2; 1,05s; 10,3m/s
7.
0,48m/s2
8.
14N
13m / s
9.
IL MOTO IN DUE DIMENSIONI
1.
4,5s; 1,35 10 3 m; y 5,45 10 5 x 2
2.
42,8s; 2,25 10 3 m; 1,56 10 4 m
3.
4.
5.
3,23 10 3 m; 20,2s
15s
2,1 10 10 m / s 2 ; 2,3 10 5 m / s
6.
0,70 Hz; 1,4 s; 1,3m / s; 5,8m / s 2
7.
118m / s 2 ; 35,8m / s
8.
1,12m / s; 1,56m / s 2
