Esame 11 Settembre 2009

Compito di Fisica
11 settembre 2009
Cognome:
Nome:
N.ro Matricola:
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Un cubo di ghiaccio, di volume 2,3 dm3 e densità 0,92 g/cm3, comincia a scivolare senza attrito
lungo un piano inclinato di un angolo  = 45°. Calcolare:
a. la sua energia cinetica 1,3 m più in basso
b.
la sua quantità di moto dopo 15 s
c. Spiegare cosa si intende per forza di attrito statico e dinamico e l’effetto che avrebbe sul
moto del cubo di ghiaccio (con particolare riferimento all’energia cinetica e alla quantità di
moto).
2. Molte cellule del corpo umano possiedono una membrana le cui pareti interna ed esterna portano
cariche opposte, come le armature di un condensatore piano. Supponendo che la membrana abbia
uno spessore di 7.5 nm, che le sue superfici interna ed esterna portino una densità di cariche
rispettivamente di -0.6210-3C/m2 e +0.6210-3C/m2 e che il materiale all’interno della membrana
cellulare abbia una costante dielettrica di 5.5, si determini:
a. la direzione ed il modulo del campo elettrico all’interno della membrana cellulare
b. la differenza di potenziale tra le pareti della membrana, specificando quale delle due e’ a
potenziale maggiore
c. In una membrana con le stesse caratteristiche di quella in questione ma con spessore minore,
come cambiano le seguenti grandezze? Dire se aumentano, diminuiscono o rimangono costanti,
motivando la risposta.
- Campo elettrico all’interno della membrana cellulare
- La differenza di potenziale tra le pareti della membrana
- La capacità
3. Si vuole misurare la viscosità di un liquido adoperando un tubo cilindrico a sezione circolare di 8
mm2 e lungo 40 cm. Forzando il liquido con p=0.008 atm, la velocità media e’ 20 cm/s. Calcolare:
a. la resistenza idrodinamica del tubo
b. la viscosità del liquido
c. Discutere la dipendenza dalla temperatura della viscosità di un liquido.
4. Un laser di potenza 15 W produce un fascio circolare (r=0.6 mm) di luce di lunghezza d’onda
633 nm nel vuoto. Questa entra in un vetro (n=1.62) e poi passa in olio (n=1.5). Calcolare:
a. l’intesita’ luminosa del fascio
b. l’angolo limite nella rifrazione vetro-olio
c. Dire se nel caso in questione e’ possibile ottenere riflessione totale alla superficie vetro-olio e, se
possibile, determinare l’angolo di incidenza alla superficie vuoto-vetro per il quale tale fenomeno si
verifica.
5. Un tubo a raggi X viene azionato con una tensione di 95 kV. Si calcoli (Costante di Planck:
6.6∙10-34 J∙s):
a. la minima lunghezza d’onda dei raggi X prodotti
b. il rapporto v/c di impatto degli elettroni con l’anodo (me=9.110-31kg)
c. Spiegare il funzionamento del tubo radiogeno specificando attraverso quali processi fisici sono
prodotti i raggi X.