Appello080509_soluzione - INFN

CLT in Igiene Dentale
Insegnamento: FISICA
8 Maggio 2009
Cognome ......................................................... Nome .........................................................
Domanda1.
Un corpo A si muove come descritto dal seguente grafico v-t.
a). Descrivi il moto.
_ From t = 0 to 2, the acceleration was
____________
_
From t = 2 to 5, the acceleration was 0 ms-1.
The body was neither speeding up nor slowing down.
From t = 5 to 8, the acceleration was
.
The body was slowing down, so the acceleration was negative.
_______________________________________
b). Quale è la distanza percorsa durante tutto il moto?
c). Qual è la velocità media del moto?
Domanda2.
Un oggetto di 50 kg, sposta circa 60 kg di acqua. L’oggetto:
a). Affonda
b). Galleggia
________P<S Archimede
_____________________________________________________
2
Domanda3.
2
In un tubo orizzontale che presenta sezioni S1= 10 cm e S2= 5 cm scorre
dell’acqua con una portata Q = 0.82 kg/s. Determinare la differenza di pressione
esistente tra le due sezioni. (Fare anche il disegno della situazione)
Applicando il teorema di Bernoull
i
l’equazione di continuità
si
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
Domanda4.
Calcolare quanti nuclei di I-131 rimangono dopo circa 84 giorni, sapendo che
inizialmente il numero di nuclei era 1000 e che la vita media è di 12 giorni.
Soluzione:
N = 1000 e (-84/12)=1000e(-7)=circa 1
___________________________________________________
Domanda5.
Calcolare la pressione alla profondità di 100 m dove è posto un sommergibile.
Calcolare quindi la forza con cui l'acqua preme sul portello del sommergibile
posto alla profondità di h = 100 m , essendo S = 2 m² la superficie di detto
portello.
___ Calcoliamo la pressione con la legge di Stevino considerando che la densità
dell'acqua è 1000 kg/m³
(ignorando per comodità la salinità dell'acqua di mare) :
(la pressione dell'aria vale mediamente 101300 Pa ed il simbolo
indica "circa
uguale").
La forza sul portello è allora :
.
Domanda6.
Un tuffatore di massa m = 70 kg si tuffa da un trampolino alto s = 10 m (senza
ruotare su se stesso
e trascurando gli attriti con l'aria). Ricordando che l'accelerazione di gravità è g
= 9,8 m/s² (circa),
calcolare il lavoro fatto dalla forza peso durante il tuffo (fino a che il tuffatore
tocca l'acqua)
Calcolare, poi, la velocità con cui egli tocca l'acqua.
______ Il lavoro fatto dalla forza peso del tuffatore è :
dove p è il peso del tuffatore ed h l'altezza da cui esso si tuffa.
Il peso(che è una forza) è dato dalla 2' legge della dinamica dalla formula :
dove m è la massa del tuffatore e g è l'accelerazione di gravità che vale circa :
.
Il lavoro compiuto dalla forza peso del tuffatore è quindi :
e vale, sostituendo i dati numerici (che sono riportati nel grafico) :
.
Per calcolare la velocità con cui il tuffatore tocca l'acqua basta ricordare che la differenza di
energia
cinetica (in assenza di attriti) eguaglia il lavoro fatto dalla forza peso. Siccome il tuffatore parte da
fermo, la differenza di energia cinetica è uguale all'energia cinetica finale. Si ha allora :
.
Per ricavare la velocità basta isolarla alla sinistra dell'uguale. Per fare questo si può moltiplicare
ambo
i membri per 2 ottenendo :
da cui :
.
Ora si può dividere ambo i membri per m :
ed ottenere :
.
Per ottenere la velocità v basta estrarre la radice quadrata di entrambi i membri ottenendo infine :
(questo dipende dal fatto che se un numero al quadrato è uguale ad un altro numero, il primo è
uguale
alla radice quadrata del secondo, per esempio se
allora
).
Sostituendo i valori numerici otteniamo :
.
Domanda7.
Un Newton eguaglia approssimativamente la forza di gravità che agisce su un
oggetto di 1000 grammi.
VERO
FALSO
Domanda8.
Domanda9.
_____________________________________________________
_____________________________________________________
Domanda10. Se la densità del liquido A è 1.6 g cm-3 e la sua altezza è hA = 15.0 cm, quanto
vale la densità del liquido B di altezza hB = 30 cm nel tubo a U di figura?
a).
b).
c).
d).
3.2 g cm-3
0.31 g cm-3
0.80 g cm-3
1.25 g cm-3
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Domanda11. Quale di questo modi di scambiare calore non richiede un mezzo?
a). Convezione
b). Conduzione
c). Radiazione
Domanda12. Il suono viaggia più velocemente in aria rispetto all’acqua.
1) VERO
FALSO
Domanda13. La distanza tra due creste successive nell’acqua dell’oceano è 7.5m. Le creste
percorrono 12 m in 4 sec. Qual è la frequenza di una boa sospesa in acqua che
va su e giù?
First, we calculate the velocity of water wave:
.
We are given information about wavelength, so we can solve the problem using
the following relationship between velocity, wavelength, and frequency:
.
Domanda14. Un blocco di alluminio di massa m1, temperatura T1, calore specifico c1 è posto
in contatto con un blocco di rame m2, temperatura T2, calore specifico c2.
Determinare la temperatura di equilibrio.
(dati del problema: m1 = 5g , T1 = 250 K, c1 = 910 J kg-1K-1, m2 = 15g,
T2 = 375 K, c2 =390 J kg-1K-1)
______
Quindi
_______________________________________________
Facoltativi:
Fac. 1.
Alla temperatura T0 e alla pressione P0 una certa quantità di idrogeno (gas
biatomico, ideale) occupa un volume V0. Ad un certo istante il gas viene messo a contatto
con una sorgente di calore ad una certa temperatura. Se si aspetta un tempo
sufficientemente lungo, il volume del gas raddoppia mentre la pressione rimane eguale.
Determinare la temperatura finale del gas
(dati del problema T0 = 0 oC, p0 = 105 Pa, V0 = 0.0015 m3)
__ La trasformazione è isobara irreversibile.
Il numero di moli
vale:
L'equazione di stato permette di calcolare la temperatura finale
:
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Fac. 2.
Un’ancora di ferro pesa 250 kg in aria e la sua densità è di 480 kg/m3. Se e’
immersa nel mare che ha una densità di 64 kg/m3, quanta forza è richiesta per poterla
sollevare, quando è immersa?
217gN
P = SA+ F
P = 250 kg = V * 480 => V = 250/480= 5.2 e-1 m3
F = P –Sa = 250 g – 5.2 e-1 *64 *g = (250-33) g = 217g N