Esame di FISICA I (9cfu) e FISICA (10cfu)
Per
INGEGNERIA ENERGETICA
14 luglio 2010
Esame Fisica I: esercizi 1,2,3 domande a,b,c
Esame Fisica: esercizi 2,3,4 domande a,d,e
1) Una sferetta di massa m=0.5kg è appesa, inizialmente in quiete, con un filo inestensibile di massa
trascurabile, avente tensione di rottura TR=10N, al soffitto di un vagone ferroviario che si muove
orizzontalmente di moto rettilineo uniformemente accelerato. Trovare:
1a) la massima accelerazione amax del vagone prima che si spezzi il filo.
1b)l’angolo φ che il filo forma rispetto all’accelerazione del vagone
1c) la posizione x sul pavimento in cui cade la sferetta relativamente al punto di sospensione del filo (altezza
vagone h=2,5m, lunghezza filo L=1m)
2) Una mole di gas perfetto monoatomico compie una trasformazione reversibile assorbendo il calore
Q1= 20 cal da una sorgente a temperatura T1=400K e Q2=1675 cal da una sorgente a T2=500K. Sapendo che
la temperatura del gas è raddoppiata, calcolare la variazione di entropia del gas e il rapporto tra il volume
iniziale Vi e quello finale Vf.
3) Una sbarretta omogenea di massa M e lunghezza l =1m è libera di oscillare senza attrito attorno ad un suo
estremo in un piano verticale ed è a riposo. Una sferetta di massa m=M/6 e velocità v0=1,0 m/s viaggia sul
piano verticale in direzione ortogonale alla sbarretta e urta, elasticamente, l’estremo libero della sbarretta.
Trovare la velocità V con il quale il proiettile rimbalza, e l’ampiezza massima di oscillazione della sbarretta
dopo l’urto.
4) Un solenoide ideale di raggio a è percorso da una corrente lentamente variabile I(t)=I0Sen(ωt).
Determinare l’espressione del vettore campo elettrico in tutto lo spazio. A che distanza il modulo del campo
elettrico è uguale al valore che assume nel punto distante a/4 dall’asse del solenoide?
Domande
a) Descrivere il moto armonico smorzato e forzato e il concetto di risonanza
b) Ricavare le equazioni della statica dei fluidi e applicarla al caso dei fluidi pesanti
c) Ricavare l’espressione per l’interpretazione cinetica della temperatura
d) Ricavare le espressioni del campo elettrico all’interno e all’esterno di una distribuzione di
carica a simmetria sferica di densità costante ρ
e) A partire dalla legge di Ampère in forma differenziale, ricavare la legge di Ampère-Maxwell
e discutere il significato della modifica
NOTE: -Il raggiungimento di un punteggio adeguato, negli esercizi, è condizione necessaria per
l’ammissione all’orale.
- Esprimere le grandezze fisiche coinvolte negli esercizi esattamente con i simboli con le quali vengono
introdotte.
- Ogni introduzione di nuove grandezze fisiche con nuovi simboli deve essere evidenziata e spiegata.
- Ogni passaggio deve essere descritto da alcune parole di commento.
- Arrivare ad una espressione simbolica per la grandezza fisica richiesta e solo alla fine introdurre gli
eventuali dati numerici con le corrette unità di misura
- Alle domande deve essere risposto in maniera sintetica commentando i vari passaggi e descrivendo le
grandezze fisiche introdotte con il loro simboli
