FM24_06_04

A.A. 2003-2004. CORSO DI LAUREA IN VETERINARIA
Prova di FISICA MEDICA 24 giugno 2004
Cognome…………………………………….Nome…………………………………
Matricola……………………………………..
1. Un ciclista di massa m=60kg percorre una curva di raggio R=30m con
una velocita` costante v=30km/h. Calcolare la forza centripeta che agisce
sul ciclista.
2. Un corpo di massa m=100g viene lanciato con velocita` v=3m/s su un
piano orizzontale con attrito. Calcolare il lavoro fatto dalla forza di attrito
per fermarlo.
3. In un condotto cilindrico orizzontale di raggio r1=3cm fluisce acqua
(densita` dell’acqua ac=103kg/m3) in moto stazionario con velocita`
v1=3m/s e una pressione P1=2.8 •105Pa.Il condotto in un certo punto si
restringe ad un raggio r2=r1/2. Determinare la pressione nel tratto di
condotto di raggio r2.
4. Un condensatore piano viene caricato collegandolo ad una differenza di
potenziale V=200V. L’area delle armature A=20cm2 e la distanza tra le
due è d=0.1mm. Calcolare l’energia immagazzinata nel condensatore.
5. Un condotto cilindrico ha diametro pari a 4mm . Calcolare la velocita`
massima del fluido (olio di densita` =890kg/m3 e viscosita` =0.8Pas)
affinche` il regime del flusso sia laminare. (assumere il valore critico per il
numero di Reynolds Rc=2400)
6. I geologi scoprirono a Pasadena (USA) le tracce di un terremoto preistorico
in cui due zone del suolo si mossero relativamente l’una rispetto all’altra
di 6.7m esercitando una forza che è stata stimata essere di 1.3•1017N.
Calcolare l’energia rilasciata durante quell’evento.
7. Due auto una di massa M=700kg e l’altra di massa 3/4 M hanno uguale
energia cinetica e sono dotate degli stessi freni ossia hanno la stessa
capacita` di fermata (stessa forza frenante). Confrontare il tempo richiesto
dalle due macchine per fermarsi.
8. Un ragazzo porta uno zaino di 20kg ad un’altezza di 300m compiendo un
lavoro di 264.6kJ. Calcolare la massa del ragazzo
9. Uno sciatore di massa m=65kg, usa degli sci larghi 9cm e lunghi 1.50m e
di massa complessiva m’=1.8kg. Calcolare la pressione esercitata dallo
sciatore sulla neve.
10. Un sasso in aria pesa 120N mentre immerso in acqua pesa 100N .
Calcolare la massa e la densita` del sasso (densita` dell’acqua
ac=103kg/m3)
Soluzione
1. F=mv2/R= 138.9N
2. L=Tf-Ti=0-1/2mvi2=-0.45J
3. Dal teorema di Bernulli p2=p1+1/2(v12-v22) e dall’equazione di
continuita` si ottiene v2=4v1 quindi p2= p1-15/2 v12=2.12•105Pa
4. Energia mmagazzinata da un condensatore di capacita` C=oA/d=177pF
E=1/2CV2=3.54J
5. Dalla definizione di numero di Reynolds si ricava la velocita` critica
vc=Rc/(d)=539.3m/s
6. L=Fd=1.3•1017N • 6.7m=8.71•1017J
7. Nella fase di frenata si ipotizza un moto uniformemente accelerato a=F/M e v-at=0 da cui t=v/a , sappiamo inoltre che 1/2M1v12=1/2M2 v22.
Si ottiene che la macchina piu` leggera frena in un tempo piu` breve
t2=0.866t1
8. L=(m+M)gh=264.6kJ da cui M=70kg
9. P=(m+m’)g/2• (0.09•1.5)=2424,5Pa
10.P=Mg=120N P’=P-A=100N, dalla prima delle due relazioni si deduce
la massa M=120/g=12.24kg e dalla seconda il volume V=(120100)/ac•g=2.04litri