Parafioriti - "Marie Curie" – Meda

Classe II E
Prof. Loredana Parafioriti
Anno scolastico 2011/2012
Materia: Fisica
Per tutti gli studenti
Un po’ di ripasso
Ripassa gli argomenti svolti durante l’anno. Per verificare la tua conoscenza all’indirizzo
http://www.liceomeda.it/test/seconde2012/seconde2012.asp trovi un test che contiene 100
domande; ad ogni accesso te ne vengono proposte 10. Svolgi il test più volte in modo da poter
visualizzare tutte quelle contenute nel database. Le domande presenti nel test saranno utilizzate
come prova d’ingresso per l’anno scolastico 2012/2013
La fisica è una scienza sperimentale
All’indirizzo http://www.ba.infn.it/~fisi2005/index.html in Moduli didattici, Dinamica, Seconda
legge della dinamica trovi un esperimento virtuale che permette di verificare il secondo
principio della dinamica. Svolgi quindi la relazione seguendo la traccia indicata(singolarmente o
in piccoli gruppi da 2 o 3 studenti)
Un po’ di storia
Leggi il libro Le cinque equazioni che hanno cambiato il mondo, di Michael Guillen, in
particolare i capitoli “Le mele e gli Orange” e “Atto di classe”.
Scegli un episodio tratto da uno dei due capitoli letti, in cui si possa inserire un esperimento o la
formulazione di una legge fisica e trasformalo in un breve testo drammatico (puoi introdurre
personaggi che nel testo originale non compaiono). Insieme ai tuoi compagni di gruppo (da 3 a
5 persone) mettetelo in scena e filmatelo producendo un elaborato multimediale.
Dopo avere riletto con attenzione l’Epilogo del capitolo “Le mele e gli Orange”, rispondi per
iscritto alle domande proposte.
Comprensione di un testo divulgativo di carattere scientifico
(elaborata in collaborazione con i docenti di italiano)
1. Nella frase “come è possibile, si chiedevano, raggiungere un corpo celeste che dista in
media 384.400 chilometri dalla Terra?”, per quale motivo viene specificato “in media”?
2. Che cosa significa il latinismo “terricoli”? Qual è il suo opposto?
3. Spiega il significato dell’espressione “sotto l’egida delle Nazioni Unite”.
4. Quali motivi spingevano la NASA a intraprendere il viaggio verso la Luna?
5. In che modo Lowell utilizzò l’equazione gravitazionale di Newton? A quale risultato lo
condusse?
6. Elenca quali fattori poterono essere determinati dagli astronomi che preparavano il viaggio
sulla Luna grazie all’equazione di Newton.
7. Elenca tutti i motivi per cui fu scelto Cape Canaveral per il lancio degli astronauti.
8. Spiega il significato dei vocaboli “sicuro” ed “economico” nella frase: “gli ingegneri e i
computer della NASA avevano calcolato il sistema più sicuro ed economico per raggiungere
l’obiettivo”.
9. Scrivi l’espressione della forza che la Terra esercita su un corpo di massa 1 kg in funzione
della distanza r dal suo centro. Che tipo di legame c’è tra F e r ? Quanto vale la costante di
proporzionalità? Traccia il grafico di F in funzione di r per chiarire il significato
dell’espressione “la forza gravitazionale arriva anche nel regno celeste”
10. Per comprendere il significato della frase “in prossimità dell’equatore gli oggetti subiscono
il massimo della forza centrifuga”
chiarisci cos’è la forza centrifuga. Calcola
l’accelerazione di un corpo di massa 1 kg solidale alla Terra posto all’equatore e quindi la
forza centrifuga che subisce, quanto valgono accelerazione e forza per un corpo posto a
Cape Canaveral ( 28° di latitudine Nord)
11. Cos’è “il problema dei tre corpi” ? Considera una navicella che si muove lungo la
congiungente Terra-Luna, soggetta alle sole forze gravitazionali; puoi concludere che il suo
moto sarà uniformemente accelerato ? Motiva la tua risposta.
12. Spiega la frase“Giunta però a 140000 chilometri dalla Terra, la navicella spaziale cominciò
ad accelerare”; per argomentare la tua risposta calcola la forza gravitazionale che la Terra
esercita su una massa di 1kg posta ad una distanza di 140000 km e quella che nello stesso
punto esercita la Luna, per semplicità immagina che Luna, Terra e massa siano allineati.
(cerca sul libro di Fisica i valori di massa della Terra e della Luna e usa la distanza media
Terra-Luna contenuta nel testo)
Svolgere le verifiche seguenti assegnate durante l’anno nelle classi seconde dell’istituto.
Verifica n. 1 (classe 2B)
1) Spiega come si sommano due forze che agiscono su un corpo rigido quando sono:
concorrenti
parallele e concordi
parallele e discordi
2) Definisci il momento di una forza. E’ una grandezza scalare o vettoriale? Qual è la sua unità
di misura?
3) Definisci una coppia di forze e indica le condizioni affinché un corpo rigido sia in equilibrio.
Rispondi ai test seguenti giustificando la risposta (1 pto ciascuno):
4) Se il braccio di una coppia di forze raddoppia e contemporaneamente l’intensità di ciascuna
delle due forze si dimezza, il modulo del momento della coppia:
a) raddoppia b) si dimezza c) diventa quadruplo d) non varia
5) Il momento di una forza rispetto a un punto O è nullo se:
a) solo se O coincide con il punto di applicazione della forza
b) in ogni caso
c) se la retta d’azione della forza passa per O
d) in nessun caso
6) Data una forza F di modulo 4 N, applicata in un punto P a distanza 6 m da O, quanto vale il
modulo del momento della forza rispetto ad O?
a) 24 Nm
b) 20,8 Nm
c) 12 Nm
d) 8 Nm
F
60°
O
P
7) Mauro e Francesca sono sull’altalena. Francesca si trova a 1 m dal fulcro e pesa 200 N.
Sapendo che Mauro pesa 100N, a quale distanza dal fulcro si deve posizionare affinché
l’altalena rimanga in posizione orizzontale?
a) 1 m
b) 2 m
c) 50 cm d) 20 cm
Verifica n. 2 (classe 2B)
1) Dato il sistema rappresentato in figura, sapendo che la costante elastica della molla è 500
N/m, il peso del blocco è 39 N e l’angolo che il piano forma con l’orizzontale è 30°,
determina l’allungamento della molla affinché il blocco sia in equilibrio sul piano privo di
attrito. In presenza di attrito, con coefficiente 0,1, di quanto si allunga la molla? (3 pti)
2) L’asta omogenea rappresentata in figura, di lunghezza 100 cm e peso 1 N, è sospesa a un
cavo per un suo estremo. A 20 cm da esso è applicato un peso di 2 N. Qual è l’intensità della
forza che indica il dinamometro agganciato all’altro estremo, se l’asta è in equilibrio in
posizione orizzontale? (2 pti)
3) Due forze F1 e F 2 , rispettivamente di modulo 20 N e 40 N, agiscono su una sbarra di
lunghezza 2 m, come indicato in figura. Determinare modulo, direzione e verso del loro
momento risultante rispetto al punto medio della sbarra. (2 pti)
F2
45°
F1
4) Un corpo di peso 100N è premuto contro una parete da una forza F di 250N, perpendicolare
alla parete stessa. Se il coefficiente di attrito statico tra il corpo e la parete è di 0,4, il corpo
scivola o rimane in equilibrio? (2 pti)
Verifica n. 3 (classe 2B)
1. Trovare la somma e la differenza di due vettori di 5u e 8u quando:
a) formano un angolo di 45°
b) formano un angolo di 120°
c) giacciono sulla stessa retta ed hanno versi opposti
2. Un corpo di peso 98 N è in equilibrio su un piano inclinato privo di attrito che forma un
angolo di 60° rispetto al piano orizzontale. Determina il modulo della forza parallela al
piano che lo tiene in equilibrio. Quanto vale il modulo della forza se il coefficiente di attrito
statico tra il corpo e il piano vale 0,4? (2 punti)
3. Una molla di costante elastica k=250 N/m tiene in equilibrio su un piano, inclinato di 45°
rispetto al piano orizzontale, un corpo di peso 50 N. Di quanto è allungata la molla se il
coefficiente di attrito vale 0,5? (2 punti)
4. Un corpo di peso 30 N è in equilibrio su un su un piano inclinato privo di attrito, trattenuto
da una molla. Se l’angolo di inclinazione del piano è di 30° e l’allungamento della molla è
di 15 cm, quanto vale la costante elastica? (2 punti)
Verifica n. 4 (classe 2B)
1) Definisci la pressione di una forza. E’ una grandezza scalare o vettoriale? Qual è la sua unità
di misura? (1.5 pti)
2) Enuncia la legge di Pascal e spiega che cos’è e a cosa serva il torchio idraulico (1.5 pti)
3) Enuncia e dimostra la legge di Stevino. (2 pti)
4) Indica se le seguenti affermazioni sono vere o false (0.5 pti ciascuna):
La spinta che riceve un corpo immerso in un fluido:
è pari al peso del corpo
è direttamente proporzionale alla densità del materiale del corpo stesso
è direttamente proporzionale alla densità del materiale del fluido
non dipende dal volume del corpo immerso
è maggiore in un gas che in un liquido
è direttamente proporzionale al volume del corpo immerso nel caso in cui sia
completamente immerso
aumenta con il diminuire della porzione di volume del corpo che non è immerso nel
fluido
non dipende dal tipo di fluido nel quale il corpo è immerso
Verifica n. 5 (classe 2B)
1) Un parallelepipedo di legno (d=880 kg/m3) viene introdotto in acqua e successivamente
nella glicerina (d=1260 kg/m3). In quale dei due liquidi galleggia? Perché? Nel caso in cui il
blocco galleggi, stabilisci di quanto emerge, sapendo che blocchetto è alto 400 mm.
(3 pti)
2) Un cilindretto pesa 28,81 N in aria e 27,73 N quando viene immerso in un liquido.
Determina la densità del liquido sapendo che il cilindretto ha un diametro di 28 mm e
un’altezza di 18 mm. (2.5 pti)
3) Sul fondo di una barca, alla profondità di 30 cm dalla superficie del mare ( densità
dell’acqua di mare 1,03 g/cm3) si è formato un foro circolare di sezione uguale a 6 cm2.
Calcola l’intensità della forza che è necessario esercitare perpendicolarmente su un tappo
per chiudere il foro. (2 pti)
4) Una forza di 300 N agisce su una superficie di area 1,22 dm2 con un’inclinazione di 60°
rispetto alla superficie stessa. Calcola la pressione esercitata sulla superficie. (1.5 pti)
Verifica n. 6 (classe 2B)
1) Definisci la velocità media, la velocità istantanea, l’accelerazione media e l’accelerazione
istantanea. (1 pto)
2) Definisci il moto rettilineo uniforme e indica la sua legge oraria. (2 pti)
3) Definisci il moto uniformemente accelerato e ricava la sua legge oraria (3 pti)
4) Il grafico seguente rappresenta la legge oraria di un corpo che si muove di moto rettilineo
uniforme (3 pti):
x(m)
6
5
4
3
2
1
1
-1
2
3 4
5 6
7 8
9 10 11 12 13 14 15
t(s)
-2
-3
a)
b)
c)
d)
e)
descrivi il moto del corpo
quanto vale la velocità media nei quattro tratti?
in quali istanti si ha l’inversione del moto?
qual è la velocità dopo 9 secondi?
costruisci il grafico v/t
Verifica n. 7 (classe 2B)
1. Un'auto viaggia su strada orizzontale rettilinea con velocità 30 m/s quando viene frenata
uniformemente in 8 secondi fino all'arresto. Ca1colare:
la decelerazione dell'auto
la velocità dell'auto dopo 2 secondi dall'inizio della frenata
la distanza di arresto
costruire il grafico v=v(t) e s=s(t).
2. Dato il grafico v/t di un corpo che si muove di moto rettilineo:
v(m/s)
30
25
20
15
10
5
-5
-10
-15
2
5
f)
g)
h)
i)
10
15
t(s)
20
determinare lo spazio percorso dopo 10 s
determinare il suo spostamento rispetto all’origine dopo 20 s
determinare la sua accelerazione tra 5 e 10 s
ricavare il grafico s/t
3. I grafici v/t seguenti rappresentano i moti rettilinei di due corpi A e B. Nell’istante iniziale
B vede passare accanto a sé A. Analizzando il grafico ricavare il tempo impiegato da B per
raggiungere A e lo spazio percorso. Rappresentare i grafici s/t dei due moti sullo stesso
piano cartesiano.
v(m/s)
6
B
5
4
3
A
2
1
-1
-2
1
2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
t(s)
-3
Verifica n. 8 (classe 2B)
1) Definisci e indica l’unità di misura di: perodo, frequenza, velocità angolare. (1 pto)
2) Ricava l’accelerazione in un moto uniforme. (2 pti)
3) Definisci il moto armonico e ricava la sua legge oraria (2 pti)
Scegli la risposta corretta dando una breve giustificazione: (1 pto per ogni test)
1) Un grave scivola giù da un piano senza attrito inclinato di 30° rispetto all’orizzontale con
accelerazione a. Se si raddoppia la lunghezza mantenendo inalterata l’altezza, quanto
diviene l’accelerazione?
a) 4a
b) a/2
c) a/4
d) 2a
2) Un corpo è poggiato sopra un piano inclinato avente la base lunga 4 m. Sapendo che il
coefficiente di attrito è 0.75, per quale valore dell’altezza x il corpo inizia a scivolare?
a) 0.75 m
b) 7.5 m
c) 4 m
d) 3 m
3) Due cannoni sparano due palle con velocità diverse. Se la velocità della palla del cannone B
è il triplo della velocità della palla del cannone A, la gittata della palla di B è
a) nove volte quella di A
b) un terzo di quella di A
c) tre volte quella di A
d) 3 volte quella di A
4) Il pilota sgancia una bomba da un aereo che vola con velocità costante in direzione
orizzontale. Quando la bomba colpisce il suolo, la posizione orizzontale dell’aereo sarà
a) dietro quella della bomba
b) davanti a quella della bomba
c) dipende dalla velocità posseduta nel momento dello sganciamento
d) corrispondente a quella della bomba.
Verifica n. 9 (classe 2B)
1) Una slitta di massa 24 kg si muove con velocità costante mentre viene tirata da una forza di 18 N
formante un angolo di 30° con l’orizzontale. Si determini il coefficiente d’attrito. (2 pti)
2) Un blocco di massa 3.8 kg è trascinato su un piano orizzontale privo di attrito da un altro blocco
di massa 0.5 kg collegato ad esso da un filo avvolto ad una carrucola. Calcolare l’accelerazione
del sistema e la tensione del filo. Calcolare l’accelerazione e la tensione nell’ipotesi che tra il
primo blocco e il piano si eserciti attrito con coefficiente k=0.2 (2.5 pti)
3) In una giostra di un Luna Park una ruota di 15m di diametro ogni minuto compie 5 giri intorno al
proprio asse orizzontale. Qual è l’accelerazione del passeggero nel punto più alto? E nel punto
più basso? Qual è la velocità angolare della giostra? (2.5 pti)
4) Un cestista alto 2 m effettua un tiro libero. La linea del tiro libero dista in orizzontale 4,6 m dal
canestro che si trova a 3,05 m dal suolo. Il cestista tira la palla con un angolo di inclinazione di
45° rispetto al suolo. Quale velocità deve dare il cestista alla palla per fare canestro? (2 pti)
Verifica n. 10 (classe 2D)
Domanda 1
Dai la definizione di prodotto vettoriale e specifica in quali casi è nullo.
Domanda 2
Dai la definizione di peso di un corpo. Elenca le differenze tra massa e peso
Domanda 3
Scrivi il modulo della forza elastica in funzione del modulo della deformazione e rappresenta
tale relazione in un riferimento cartesiano. Scrivi l’espressione vettoriale della forza elastica.
Esercizio 1
r r
r r
Per ciascuna coppia dei seguenti vettori a e b di modulo rispettivamente 5 e 3, calcola: a ⋅ b ;
r r r r
a +b e a ∧b
Esercizio 2
Un blocco di legno di massa m=200 g è in equilibrio grazie a due
funi, disposte come in figura.
Rappresenta tutte le forze agenti sul corpo e calcolane i moduli.
Esercizio 3
60°
Un blocco di massa m=2 kg è in equilibrio su un piano liscio
inclinato di 30° grazie ad una molla di costante elastica k=20 N/m
e lunghezza a riposo l0=20 cm, disposta come in figura.
Rappresenta tutte le forze agenti e i componenti della forza peso lungo il piano e
perpendicolare al piano.
Calcola la deformazione e la lunghezza della molla nella posizione di equilibrio.
Esercizio 4
Un blocco di massa m=1 kg è in equilibrio su un piano inclinato di 20° con coefficiente di
attrito statico µs=0,5. Rappresenta tutte le forze agenti e i componenti della forza peso lungo
il piano e perpendicolare al piano. Calcola il modulo della forza d’attrito. Determina il
massimo angolo di inclinazione del piano che permette al blocco di non scivolare. Tale angolo
dipende dalla massa del blocco?
Verifica n. 11 (classe 2D)
Domanda n. 1
Spiega cos’è la spinta d’Archimede; scrivine l’espressione in forma vettoriale,
specificando in quali casi è valida.
Determina la spinta di Archimede esercitata sul cilindro in figura, di raggio r=5 cm e
altezza h=10 cm completamente immerso in acqua.
Domanda n. 2
Dai la definizione di velocità scalare media, velocità scalare istantanea e velocità
vettoriale istantanea. E’ possibile che due di queste coincidano? Se sì in quali casi? E’ possibile che
coincidano tutte e tre? Se sì, in quali casi ?
Esercizio n.1
Un cubo di spigolo 20 cm e densità 0,70 g/cm3 è fissato attraverso una fune sul fondo di una vasca
contenete acqua.
a)
Determina la tensione della fune.
b)
Se si taglia la fune il blocco risale, determina l’altezza della parte emersa
quando
viene raggiunta la condizione di equilibrio.
Esercizio n. 2
Rispetto al riferimento in figura un corpo si muove secondo la legge oraria rappresentata.
O
a)
Determina e rappresenta la velocità istantanea in
funzione del tempo
2
b)
Quando il corpo si muove verso l’alto? E verso
1
destra?
t(s)
c)
Quanto vale la velocità nell’istante t=3,3 s ?
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
d)
Quanto vale lo spazio percorso nei 10 s di
−1
osservazione?
−2
e)
Quanto vale lo spostamento nei 10 s di
−3
osservazione?
Esercizio n. 3
Due ciclisti A e B percorrono una stessa strada rettilinea, mantenendo la velocità costante.
All’inizio dell’osservazione si trovano alla distanza di 30 km e si muovono uno verso l’altro con
velocità di moduli rispettivamente pari a13 km/h e 20 km/h.
Rispetto ad un opportuno sistema di riferimento scrivi le leggi orarie dei due ciclisti e rappresentale
in un piano cartesiano. Determina:
a) Quando e dove i ciclisti si incontreranno ?
b) Quando i ciclisti si trovano a 5 km di distanza l’uno dall’altro?
c) Quando il ciclista più veloce ha percorso 10 km, dove s trova l’altro?
3 x(m)
CLASSE 3F
Per tutti gli studenti
Un po’ di ripasso
Ripassa gli argomenti svolti durante l’anno. Per verificare la tua conoscenza all’indirizzo
http://www.liceomeda.it/test/seconde2012/seconde2012.asp trovi un test che contiene 100
domande; ad ogni accesso te ne vengono proposte 10. Svolgi il test più volte in modo da poter
visualizzare tutte quelle contenute nel database. Le domande presenti nel test saranno utilizzate
come prova d’ingresso per l’anno scolastico 2012/2013
La fisica è una scienza sperimentale
All’indirizzo http://www.ba.infn.it/~fisi2005/index.html in Moduli didattici, Dinamica, Seconda
legge della dinamica trovi un esperimento virtuale che permette di verificare il secondo
principio della dinamica. Svolgi quindi la relazione seguendo la traccia indicata(singolarmente o
in piccoli gruppi da 2 o 3 studenti)
Svolgere i seguenti esercizi presi dal libro di testo Il senso della fisica 1
Unità 1
Unità 2
Unità 3
Unità 5
pag 37 dal numero 54 al numero 77
pag 70 dal numero 70 al numero 89
pag 111 dal numero 74 al numero 96
pag 206 dal numero 66 al numero 90
CLASSE 3G
Per tutti gli studenti
Svolgere i seguenti esercizi presi dal libro di testo Matematico 2.0 Bergamini-Trifone
Barozzi
Capitolo 1 Esercizi pagina 60 -61 dal numero 456 al numero 495
Capitolo 3 Esercizi pagina 68-69-70 dal numero 633 al numero 700
Capitolo 4 Esercizi pagina 237-238-239-240 dal numero 1 al numero 27
Capitolo 5 Esercizi pagina 380-381 dal numero 1 al numero 17
Capitolo 5 Esercizi pagina 423-424 dal numero 197 al numero 208