FM24-09-04

A.A. 2003-2004. CORSO DI LAUREA S.I.S.A. e S.T.A.
Prova di Fisica Medica 24 settembre 2004
Cognome…………………………….Nome…………………………
Matricola……………………………
1. Un’auto viaggia su una strada rettilinea a 60 km/h per 40 minuti e a 75 km/h per due
ore. Calcolare lo spazio percorso in totale.
2. Un uomo pesa 970 N, calcolare la sua massa in chilogrammi.
3. Un’atleta di massa m=50 kg, nel salto verticale decolla con un’accelerazione a=20m/s2.
Calcolare la forza di reazione che esercita la terra sull’atleta e il rapporto tra questa
forza e il peso dell’atleta .
4. Un oggetto in acqua galleggia e la sua densita` è pari a 3/4 della densita` dell’acqua .
Calcolare la frazione di volume immerso.
5. Il numero di protoni dei raggi cosmici che entra nell’atmosfera è in media 1500 per
metro quadrato e per secondo. Calcolare quanta carica riceve la terra in 24 ore (il raggio
terrestre medio R=6.4•106 m e la carica di un protone q=1.6•10-19 C)
6. Un satellite artificiale si muove su un’orbita circolare di raggio pari ad 1/4 del raggio
dell’orbita della luna. Calcolare il periodo di rotazione del satellite.
7. Nel gioco del tiro alla fune due squadre A e B si fronteggiano. La fune si muove con
velocita` costante v=0.01m/s in direzione della squadra A. Calcolare quanta potenza
viene spesa dalla squadra A se la tensione della fune è di 4000N.
8. Una certa pressione può sostenere una colonna d’acqua alta 0.7m. La stessa pressione
sostiene una colonna di soluzione salina alta 0.6m. Calcolare la densita` della soluzione
salina.
9. La velocita` media dell’acqua a 20oC in un tubo di raggio r=0.08m è v=0.2m/s.
Calcolare la portata e dire se il flusso è laminare o turbolento (a 20oC densita` = 998
kg/m3 e viscosita` dell’acqua =1.005x10-3 Pa s).
10. La pressione all’esterno di una bolla di sapone di raggio r=2cm è Pe=105Pa mentre la
pressione interna vale Pi =1.0001•105Pa. Calcolare la tensione superficiale.
Soluzione
1) Nel primo tratto (60/3.6 m/s)x (40x60 s)= 40000 m ossia 40km successivamente
75km/h x2h =150km quindi in totale l’auto percorre 190 km.
2) Peso = mg la massa è quindi m=Peso/g=970/9.8≈99 kg.
3) Forza totale ma= “spinta”-“peso” da cui la “spinta” dovuta alla terra è data da:
ma+peso=50x20+50x9.8=1490N il rapporto rispetto al peso è 1490/490=3.04
4) L’oggetto galleggia , quindi mg-A=0 dove A è la spinta di Archimede. La massa è
il prodotto della densita` per il volume totale m=V ; la spinta di Archimede è data
dal prodotto della densita` del fluido a (acqua in questo caso) per il volume
immerso Vi e per l’accelerazione di gravita` g : A=aVig da cui Vg-aVig=0
Vi/V = /a=3/4 Vi=3/4V
5) Dobbiamo moltiplicare il flusso di 1500protoni/sm2 per 24 ore , la carica di un
protone e per la superficie terrestre: Q=1500x 1.6 x 10-19 x 24x3600x
(4xx(6.4x10)2)=10.67x 103C
6) Forza di gravita` GMm/r2=mv2/r e il periodo T=2r/v da queste due relazioni si
ricava il periodo del satellite Ts=Tl /8=3.5giorni (Tl è il periodo della luna
considerato 28 giorni)
7) Potenza =Fxv=4000x0.01=40Watt
8) P=gh da cui gh=’gh’ la densita` ’=h/h’= 1000x 0.7/0.6=1166.7kg/m3. ossia
1.166 x densita` dell’acqua.
9) Portata p=vA dove A è la sezione del condotto A= 0.02 m2 p=4.02 x 10-3 m3/s, il
numero di Reynolds Nr=2vR/=2x998x0.2x0.08/(1.005x10-3)=31777 il flusso è
turbolento!
10) Dalla legge di Laplace P=4/r da cui =0.05 N/m