esercitazioni_FISIO_2012

ESERCITAZIONI di Fisica
A.A. 2011/20012
BASI MATEMATICHE E FISICHE
notazione scientifica/unità di misura/percentuali/proporzioni/utilizzo formule/…
[1]
Un eosinofilo misura 5 m di raggio. Quanti eritrociti sarebbe possibile disporre
affiancati nello spazio di un centimetro?
[a] 5
[b] 10
[c] 500
[d] 1000
[e] 50000
[2]
La sezione dell’aorta di un soggetto adulto misura 4 cm 2. A quanti m2 corrisponde?
[a] 4 10-2 m2
[b] 4 104 m2
[c] 4 10-4 m2
[d] 4 102 m2
[e] 4 m2
[3]
A quanti kg/m3 corrispondono 3 g/cm3 ?
[a] 3000 kg/m3
[b] 30 kg/m3
[c] 3 10-3 kg/m3
[d]3 10-1 kg/m3
[e]3 kg/m3
[4]
Si deve somministrare un farmaco alla dose di 0.5 ml per kilo (ml/kg) ad un paziente
di massa pari ad 80 kg.
a. Quale volume di farmaco va somministrato?
[a] 0.5ml
[b] 160ml
[c] 0.5g
[d] 40cm3
[e] 400ml
3
b. Se la densità del farmaco è di 0.8 g/cm ,quale massa di farmaco va somministrata?
[a] 0.8g
[b] 0.8cm3
[c] 32g
[d] 50g
[e] 20cm3
[5]
Si somministrano con una flebo ad un paziente 10 gocce di un dato farmaco al
minuto. Se la densità del farmaco è 20% maggiore della densità dell’acqua e sapendo che
ogni goccia contiene 0,2 cm3 di farmaco, calcolare quanti grammi di farmaco verranno
somministrati in mezz’ora.
[a] 72 g
[b] 2.4 g
[c] 24 ml [d] 24 g
[e] 60 g
[A2] MECCANICA
Cinematica/dinamica/statica
[1] La legge oraria di un moto è S 
[a] 2S
[b] S/2
1 2
at . In un tempo doppio qual’è lo spazio percorso ?
2
[c] S
[d] S/4
[e] 4S
[2] In un moto circolare uniforme
[a] la velocità non varia
[b] l’accelerazione centripeta è nulla
[c] il raggio di curvatura della traiettoria dipende dal modulo della velocità
[d] l’accelerazione è costante in modulo
[e] la velocità angolare è direttamente proporzionale al periodo
[3] Un paracadutista si lancia da un aereo e raggiunge dopo poco tempo una velocità
costante. Ciò significa che
[a] l’accelerazione del paracadutista è uguale a g
[b] la forza di attrito dovuta all’aria è nulla
[c] sul paracadutista non agisce piú la forza di gravità
[d] la forza di attrito dell’aria è in modulo uguale al peso del paracadutista
[e] la forza risultante agente sul paracadutista ha la stessa direzione e verso del moto.
[4] Un corpo di massa m ed energia cinetica K si muove con velocità:
[a] Km
[b] 1/2mK2
[c] 1/2Km2
[d] 2 K / m
[e] 2K/m
[5] Un corpo di massa m viene sollevato ad un altezza h rispetto a Terra e poi lasciato
cadere. Trascurando l’attrito dell’aria, quale delle seguenti affermazioni è vera?
[a] Durante la discesa l’energia meccanica totale del corpo aumenta
[b] Durante la discesa l’energia potenziale gravitazionale del corpo aumenta
[c] Durante la discesa l’energia cinetica del corpo aumenta
[d] Durante la salita l’energia meccanica totale del corpo diminuisce
[e] Durante la salita l’energia potenziale gravitazionale del corpo diminuisce
[6] Il tempo di reazione di un comune conducente di automobile è circa di 0,7 secondi
(intervallo di tempo tra la percezione del segnale d’arresto e l’attivazione dei freni). Se
un’auto ha una decelerazione di 6,86 m/s2, calcolare la distanza percorsa prima
dell’arresto, dopo la percezione del segnale, quando la velocità iniziale è di 130km/h.
[7]
Un bambino lascia cadere una palla da un’altezza h. Se la forza di gravità compie
un lavoro meccanico L=20J, la massa della palla è m=100g e le forze di attrito sono
trascurabili, da quale altezza h è caduta la palla?
[a] 20.4 cm
[b] 20.4 m
[c] 5m
[d] 2m
[e]2000 J g
[8]
Una centrifuga di laboratorio, di diametro 15 cm, ruota compiendo 106 giri al
minuto. Calcolare la forza cui è sottoposto un eritrocita (sferico) di raggio 4 μm e massa
1.5 10-13 kg in una provetta collocata sul bordo della centrifuga.
[9]
Un atleta sviluppando una potenza di 75 W produce in 1 min il lavoro
[a] 45 kW
[b] 4.5 kW
[c] 450 kJ
[d] 45 kJ
[e] 4.5 kJ
[10] Un uomo prova la propria forza al luna park colpendo con un martello un pulsante il
quale lancia una sfera di massa m = 2 kg ad un’altezza h = 5 m. Trascurando l’effetto delle
forze di attrito, dire quanta energia interna ΔU spende l’uomo considerando un rendimento
muscolare η = 20 %. Sempre trascurando gli attriti, calcolare la velocità v della sfera
quando essa ricade al suolo.
[11] Si schematizzi l’avambraccio come una leva tenuta in posizione orizzontale dal
bicipite che agisce a 5 cm dal gomito. Se il peso P dell’avambraccio è applicato ad una
distanza di 20 cm dal gomito, affinchè l’avambraccio resti in equilibrio la forza esercitata
dal bicipite deve essere pari a
[a] P
[b] 2P
[c] 3P
[d] 4P
[e] 9P
[12] Per allungare di 2.5 cm un muscolo bicipite in posizione rilassata è necessaria una
forza di 25 N. Se il muscolo fosse un cilindro uniforme di lunghezza 0.24 m e sezione 40
cm2, quanto varrebbe il suo modulo di Young?
[a] 610-4 N/m2
[b] 6510 N/m2
[c] 6102 N/m2 [d] 6104 N/cm2 [e] 6104 N/m2
[13] Una persona stringe una palla di peso 1.42 N nella propria mano ad una distanza di
34 cm dall’articolazione del gomito. Il bicipite, attaccato ad una distanza di 2.75 cm dal
gomito, esercita una forza verso l’alto di 12.6 N sull’avambraccio. La massa
dell’avambraccio sia pari a 1.2 kg e il suo baricentro disti 17 cm dal gomito. Calcolare il
momento torcente che agisce sull’avambraccio (considerando il gomito come asse di
rotazione) e dire quale direzione esso ruota. Come cambierebbe il momento torcente
risultante esercitato sull’avambraccio se il bicipite fosse attaccato piu’ lontano dal gomito?
[14] Due bambini di peso rispettivamente P1=200N e P2=350N sono in equilibrio
sull’altalena. Sapendo che il primo bambino è seduto a distanza 1 metro dal fulcro
determinare a quale distanza è seduto il secondo bambino. Determinare inoltre la reazione
vincolare del fulcro dell’altalena.
[15] Un operaio pone una leva sotto un sasso di massa 300 kg. Il fulcro della leva si
trova a 0,2m dal baricentro del sasso. Determinare il guadagno della leva sapendo che
viene applicata ad una distanza di 2,5 m dal fulcro. Dire se la leva e’ vantaggiosa.
[16] Il muscolo deltoide solleva il braccio superiore fino alla posizione orizzontale, nella
quale la forza T da esso applicata forma un angolo di = 18° con il braccio stesso.
Trovare la forza T e le componenti Rx ed Ry della forza esercitata dall’articolazione della
spalla. Si assuma che la massa del braccio sia 3.5 kg, il suo baricentro sia ad una
distanza b=36 cm dalla spalla e il punto di attacco del muscolo sia ad una distanza l=14
cm dalla stassa.
[A3] FLUIDI
[1] Un corpo di massa 30 g e un volume di 50 cm3 in acqua:
[a] galleggia sulla superficie
[b] affonda ma non e’ possibile prevedere a quale profondità
[c] resta sospeso tra il fondo e la superficie
[d] si muove verso il fondo a velocità costante
[e] si adagia sul fondo
[2] Un recipiente cilindrico è riempito di liquido di densità data. La pressione sul fondo del
recipiente dipende:
[a] dall'altezza del cilindro
[b] dalla sezione del cilindro
[c] dal volume del cilindro
[d] dalla massa del liquido
[e] dal peso del liquido
[3] Un sommozzatore si immerge raggiungendo la pressione di 350 kPa. La profondità
raggiunta è
[a] 5m [b] 15m
[c] 25m
[d] 35m
[e] 45m
[4]
Un paziente ha pressione arteriosa media di 120 mmHg. Calcolare la pressione al
livello dei piedi, assumendo una distanza cuore-piedi di 1 m, nel caso in cui il paziente si
trovi in posizione eretta e nel caso in cui il paziente sia sdraiato (si assuma per il sangue la
medesima densità dell’acqua).
Assumendo una distanza cuore-cervello di 35 cm, calcolare la pressione al livello del
cervello nel caso in cui il paziente sia in posizione eretta e sdraiata.
[5]
Per sostenere un corpo di volume V=1dm3 immerso in acqua occorre esercitare una
forza F=20N. Si calcoli la forza che occorre esercitare per sostenerlo fuori dall’acqua.
[a] 20N
[b] 29.8 N
[c] 10.2 N
[d] 196 N
[e] 20 J
[6] Nel moto di un liquido in un condotto, che cosa è la portata?
[a] Il rapporto fra il volume di liquido che passa attraverso una sezione del condotto e
l'intervallo di tempo in cui tale passaggio avviene
[b] La quantità di liquido unitaria che passa attraverso una sezione del condotto in 1
secondo
[c] La quantità di liquido che passa in una sezione unitaria del condotto
[d] La quantità di liquido che passa in una qualunque sezione del condotto
[e] il prodotto dell'area della sezione per il tempo
[7]
Un vaso sanguigno si dirama in tanti vasi di raggio sei volte minore. Determinare il
numero di tali vasi se la velocità media del sangue in essi è un terzo di quella del vaso più
grande.
[a] 18
[b] 108
[c] 12
[d] 54
[e] 34
[8] In un aneurisma la pressione del sangue varia del 20%. Assumendo che prima
dell’allargamento del vaso la pressione sia 50 mmHg si determini la pressione
dell’aneurisma:
[a]10 mmHg
[b]20 mmHg
[c]40 mmHg
[d] 60 mmHg
[e]70mmHg
[9] A causa della formazione di placche la sezione di un’arteria di raggio r 1=0.4cm dove il
sangue ha velocità v1=30cm/s si restringe. Nel restringimento il raggio diminuisce del 50%.
Si calcoli la velocità v2 e la variazione di pressione p2-p1 in corrispondenza della stenosi,
considerando il vaso orizzontale e approssimando il sangue ad un fluido ideale con la
stessa densità dell’acqua.
[10] Un bambino, dopo una corsa, presenta 120 battiti cardiaci al minuto e ad ognuno di
essi l'arteria aortica riceve 40 ml di sangue, per cui
[a] il cuore batte 20 volte al secondo
[b] il cuore batte 1203600 volte all'ora
[c] l'aorta riceve 800 ml di sangue al secondo
[d] la portata media dell'aorta è 40 cm3/s
[e] la portata media dell'aorta è 80 cm3/s
[11] Si consideri un vaso sanguigno a sezione costante. Siano P 1 e P2 le pressioni in due
punti del vaso. Se si approssima il sangue con un liquido ideale:
[a] P1>P2
[b] P1=P2
[c] P1<P2
[d] non si può dire nulla se non si conosce il valore della sezione
[e] non si può dire nulla se non si conosce la velocità del sangue
[12] Assumendo una pressione cardiaca di 120 mmHg la resistenza idrodinamica del
circolo sistemico vale circa:
[a] 1.4 mmHgcm3/s
[b] 1.4 mmHgs/cm3
[c] 14 mmHgs/cm3
[d] 140
3
3
mmHgs/cm
[e] 140 mmHgcm /s
[13] In un fluido di viscosità = 210-3 Pas e densità pari a quella dell’acqua vengono
3. Si calcoli il tempo
introdotte molecole sferiche di raggio r = 2 m e densità 
necessario affinché le molecole sedimentino 3 mm Relativamente all’esercizio precedente,
si determini la frequenza di una centrifuga di raggio 0.3 m per ridurre il tempo di
sedimentazione di un fattore 108.
[14] Valutare la velocita’ critica del sangue in aorta, assumendo R pari a 2000, il raggio
dell’orta pari ad 1 cm e la viscosita’ del sangue pari a 3.5 10 -3 Pa s. Stimare la velocita’ del
sangue in aorta stabilire il tipo di moto del sangue che scorre nel vaso.
[A4] METABOLISMO/ CALORE
[1]
Una persona che pesa 80 kg vuole diminuire di 10 kg passando da una dieta
giornaliera di 3500 kcal a una di 2500 kcal senza variare la sua attività fisica. Sapendo che
l’ossidazione di 100g di grasso animale fornisce 880 kcal, quanti giorni occorrono a quella
persona per bruciare le sue riserve di grasso in modo che il suo peso possa passare a 70
kg?
[2]
Durante un’ escursione in montagna una persona di 80 kg e superficie corporea di
1,7 m2, risale un dislivello di 800 m in 3 ore. Determinare:
a. il lavoro compiuto e la potenza meccanica media sviluppata
b. la potenza metabolica (MR) durante la salita assumendo un indice metabolico
basale di 40W/m2 ed un efficienza muscolare del 25%
[3]
Un soggetto a riposo consuma 1750 kcal al giorno attraverso processi metabolici.
Calcolare la massa m di liquidi che il corpo perderebbe se tutto questo calore venisse
dissipato esclusivamente attraverso la sudorazione. (Calore latente di evaporazione del
sudore a 37 C: 580 kcal/g)
[A6] ONDE
[1] Un’onda elettromagnetica ha una lunghezza d’onda nel vuoto pari a 510-9 cm. Di che
onda si tratta?
[2] I raggi X sono:
[a] le onde sonore utilizzate nell’ecografia
[b] le onde sonore usate nella radiografia
[c] le onde sonore usate nella risonanza magnetica
[d] le onde elettromagnetiche usate nell’elettrocardiogramma
[e] le onde elettromagnetiche usate nella TAC
[3] La velocità del suono:
[a] dipende dal mezzo in cui si propaga
[b] è pari a 333 m/s nel vuoto
[c] non può essere superata dai corpi in moto
[d] è prossima alla velocità della luce
[e] nessuna delle precedenti risposte è vera
[4]
Un ultrasuono di frequenza 2.5106 Hz viene utilizzato per fare un’ecografia al
rene. Supponendo che il rene si trovi alla profondità di 4 cm calcolare a quale
velocità viaggia l’ultrasuono nei tessuti se l’onda raggiunge il rene dopo 50 μs.
[5] Un suono possiede un’intensità superiore di un miliardo di volte a quella della soglia di
udibilità. Il livello di intensità sonora è
[a] 18 dB
[b] 180 dB
[c] 90 dB
[d] 9 dB
[e] 45 dB
[6] Un cane abbaiando sviluppa una potenza di 3.14mW. Se questa potenza è distribuita
uniformemente in tutte le direzioni, qual’è il livello di intensità sonora ad una distanza di
5m ? Quale sarebbe il livello di intensità se due cani abbaiassero contemporaneamente
ciascuno con una potenza di 3.14 mW.
[A5] ELETTROMAGNETISMO
[1] Due elettroni posti ad una distanza r si respingono con una forza F. Se raddoppia la
distanza la forza esercitata tra i due elettroni è:
[a] 2F
[b] F/2
[c] F
[d] F/4
[e] 4F
[2]
Due cariche elettriche, di cui una è 3.14 volte più grande dell’altra, sono poste nel
vuoto alla distanza di 3 cm. sapendo che esse si respingono con una forza uguale a 4 N,
calcolare il valore della carica minore.
[3]
Una carica puntiforme di grandezza 410-5 C in un punto di un campo elettrico
subisce l’azione di una forza di 8 N. Quanto vale l’intensità della forza agente su una
carica puntiforme di grandezza 210-5 C posta nello stesso punto dello stesso campo
elettrico?
[a] 4N
[b]2 N
[c] 16N
[d] 32N
[e] 1N
[4]
In un elettroshock si fa passare nel cervello del paziente una corrente di 5 mA
utilizzando un generatore di differenza di potenziale che eroga una potenza di 0.180 W. La
differenza di potenziale applicata alle tempie vale:
[a] 0.036 V
[b] 36 V
[c] 27.8 V
[d] 0.9 J
[e] 0.9 V
[5] Se si suppone che una membrana cellulare (εr=8.0, d=10 nm) possa essere assimilata
ad un condensatore piano, quanto vale la capacità di 1.0cm 2 di membrana ?