FISICA GENERALE II
12 Giugno 2012
1) Si consideri una macchina termica che usa come fluido motore il
gas elio (monoatomico) e che percorre il seguente ciclo reversibile: i)
espansione isoterma, alla temperatura T1 = 353 K dal volume VA al
volume VB = 2 VA; ii) trasformazione isocora fino alla temperatura T2 =
293 K; iii) compressione isoterma alla temperatura T2 fino al volume VD
= VA; iv) trasformazione isocora fino allo stato iniziale. Calcolare:
a) Il rendimento del ciclo;
b) La variazione di entropia per mole del gas lungo le quattro
trasformazioni.
2) Un elettrone viaggia con velocità di modulo v = 4x107 m/s in un
piano perpendicolare a un campo magnetico B uniforme, di modulo B
= 0.005 T.
a) Descrivere la traiettoria seguita dall’elettrone;
b) Calcolare il raggio di curvatura della traiettoria, il periodo e la
frequenza del moto;
c) Calcolare il lavoro compiuto dalla forza magnetica agente
sull’elettrone lungo un tratto qualsiasi della traiettoria;
d) Discutere come varia l’energia cinetica dell’elettrone durante il moto.
3) Un filo rettilineo indefinito, tenuto fisso orizzontalmente, è percorso
da una corrente I1 = 60 A. Un secondo filo rettilineo e indefinito,
parallelo al primo, posto a una distanza d = 20 cm più in basso, ha una
massa di 0.25 g per metro di lunghezza ed è soggetto alla forza di
gravità. Calcolare l’intensità e il verso della corrente I2 che deve fluire
nel secondo filo affinché questo non cada per effetto della gravità.
4) Un elettrone, accelerato da una d.d.p. V0 = 104 V, entra in una regione
di lunghezza L = 4 cm in cui agisce un campo elettrico E uniforme, di
modulo E = 2 104 V/m, perpendicolare alla velocità dall’elettrone.
Calcolare:
a) La velocità dell’elettrone quando entra nel campo;
b) La deflessione subita dall’elettrone rispetto alla direzione iniziale dopo
l’attraversamento della regione.
