eserciziario estivo di fisica

LICEO SCIENTIFICO CARLO CATTANEO
CLASSI TERZE
Indirizzo P.N.I
ESERCIZIARIO ESTIVO DI FISICA
ESERCIZI
1. Le misure del tempo di caduta di un grave sono: (in secondi) 0,46
0,52
a. Calcola il valor medio , lo scarto medio e l’errore percentuale.
b. Esprimi la misura finale con il giusto numero di cifre significative.

0,48
0,47

2. Due vettori u e w hanno entrambi modulo 30,0 cm e formano un angolo di 60°.
a. Determinare il loro prodotto scalare e vettoriale (rappresentare quest’ultimo graficamente).
b. Determinare il modulo del vettore somma.
3. Determinare somma, prodotto scalare e prodotto vettoriale dei seguenti due vettori:



u  3,0i  3,0 j



b. v  4,5i  4,5 3 j
a.
4. Lo spigolo di un cubo cavo di acciaio misura 3,4 cm. La sua massa risulta di 200 g. Sapendo che la
densità dell’acciaio è di 7,8×103 kg/m3, determina il volume della cavità interna.
5. Un motoscafo percorre 60 km in un’ora e 20 km nella mezz’ora successiva. Qual è stata la sua
velocità media?
6. L’equazione oraria di un corpo che si muove è s = 2 – 8 t + 2 t 2 .
a. Di che tipo di moto si tratta?
b. Rappresenta i grafici di spazio, velocità e accelerazione in funzione del tempo nei primi 4
secondi.
c. Calcola la velocità nell’istante in cui il corpo passa dall’origine del sistema di riferimento.
7. In un moto rettilineo la posizione s di un punto P, in funzione del tempo t, è data dalla relazione
s = s(t) con s misurato in metri e t in secondi così espressa st   2t
a. In quali istanti il punto materiale è fermo
b. In quale istante la sua accelerazione è nulla
c. Dove si trova e quale velocità possiede all’istante t = 0
d. In quale intervallo di tempo si muove con velocità negativa
3
 t 2  4t . Calcolare:
8. Un’auto viaggia alla velocità di 50 km/h.
a. Quale deve essere la sua decelerazione per potersi fermare in 3 secondi?
b. Quale spazio percorre durante la frenata?
9. Un sasso cade in un pozzo alto 60 m.
a. Quanto tempo impiega?
b. Il suono viaggia alla velocità di 330 m/s. Dopo quanto tempo dall’impatto si sente il tonfo alla
cima del pozzo?
10. Un corpo viene lanciato verticalmente verso l’alto e ritorna a terra dopo 3,6 s.
a. Con che velocità è stato lanciato? A
b. A quale altezza massima è arrivato?
11. Due ciclisti partono contemporaneamente dallo stesso punto per fare il medesimo percorso. Il primo
mantiene una velocità costante di 5,5 m/s, mentre l’altro pedala alla velocità di 5,8 m/s. Durante il
viaggio, il ciclista più veloce fa una breve sosta, poi si rimette in movimento e raggiunge l’altro
ciclista (che non ha mai smesso di pedalare) 12 min dopo la partenza comune.
a. Quanto è durata la sosta, se il ciclista più veloce ha sempre pedalato alla stessa velocità?
12. Un corpo si muove di moto circolare uniforme su una circonferenza di raggio 10 cm compiendo 3
giri al secondo. Calcola il periodo, la velocità tangenziale, la velocità angolare e l’accelerazione
centripeta.
1
13. Un punto si muove di moto armonico con periodo 2 s.
a. Qual è la frequenza di oscillazione?
b. Se la massima distanza dall’origine è 50 cm, qual è la sua velocità quando passa dal centro
di oscillazione ?
c. In tale punto qual è la sua accelerazione?
d. Traccia i grafici s(t), v(t) e a(t) in un tempo pari a un periodo.
14. Un’asta AB è lunga 1 m ed è sospesa per il suo baricentro O.
Nell’estremo A è applicato un peso di 4 N, in C un peso di 5 N
Qual è il momento risultante?
Come ruota l’asta?
Che forza dovrò applicare in B per ottenere l’equilibrio?
In che verso?
A
50cm
O 30cm C
B
15. Un corpo di massa 0,5 kg è in equilibrio, appoggiato su un piano inclinato di 30° rispetto
all’orizzontale.
a. Quale deve essere l’intensità della forza d’attrito perché il corpo non scivoli?
b. Quanto vale il coefficiente di attrito?
16. In un giardino pubblico un bambino di 16 kg siede all’estremità di un’altalena, a 1,5 m dal fulcro.
Dall’altra parte rispetto al fulcro un adulto spinge verso il basso l’estremità dell’altalena con una forza
di 95 N. Stabilire in quale verso ruota l’altalena se l’adulto applica una forza alla distanza dal fulcro
di:
a. 3,0 m
b. 2,5 m
c. 2,0 m
17. Una giostra di 8 m di diametro compie 20 giri/minuto. La giostra è costituita da una serie di
automobiline disposte a circa 50 cm dal bordo esterno mentre, nella parte interna trovano posto
alcuni aerei , che si sollevano descrivendo una circonferenza di 4 m di diametro. Calcola:
e. Il periodo del moto
f. La velocità angolare
g. La velocità periferica delle automobiline
h. La velocità periferica degli aerei
i. Il cammino percorso dalle automobiline e dagli aerei ad ogni turno della giostra, sapendo
che un turo dura 2 minuti.
18. Un punto si muove di moto armonico semplice, con periodo T=1,2 s. Quando si trova nella posizione
centrale del moto , la sua velocità è di 2,0 m/s.
a. Determinare l’ampiezza dell’oscillazione del punto.
19. Un punto che nell’istante iniziale si trova nell’origine delle coordinate, si muove di moto armonico con
pulsazione di

18
rad / s e ampiezza di oscillazione pari a 0,36 m.
a. Trovare la coordinata di posizione del punto all’istante t = 3 s.
20. Un proiettile viene lanciato orizzontalmente da una altezza di 1,35 m con una velocità di 300 m/s.
Trascurando la resistenza dell’aria, stabilire:
a. Di quanto si è abbassato il proiettile dopo aver percorso 100 m in orizzontale
b. A quale distanza dal punto di lancio il proiettile ricade al suolo.
21. Un oggetto, attaccato a una corda lunga 50,0 cm, viene fatta roteare velocemente:
c. Quanti giri al minuto deve compiere perché l’accelerazione centripeta sia pari
all’accelerazione di gravità g?
d. Se, in questa ipotesi, la fune si rompesse all’improvviso, con quale velocità partirebbe
l’oggetto?
22. A due molle elastiche identiche aventi costante elastica k = 30 N/m e collegate in serie è applicata
una forza di 6 N. Quanto vale l’allungamento subito da ciascuna molla?
23. A due molle elastiche identiche collegate in parallelo è applicata una forza di 4 N. L’allungamento
subito da ciascuna molla è 10 cm. Quanto vale la costante elastica della molla?
2
24. Per un esperimento di fisica, un ragazzo sta in piedi su di una bilancia pesapersone in un ascensore.
Sebbene il suo peso normale sia 610 N, la bilancia al momento segna 730 N.
a. L’accelerazione dell’ascensore è verso l’alto, verso il basso o non c’è?. Giustificare la
risposta
b. Calcolare il modulo dell’accelerazione dell’ascensore.
25. Supponendo che l’accelerazione di gravità valga g  9,81m / s
a. Determinare la lunghezza di un pendolo semplice che ha un periodo di 1,00 s.
b. Stabilire quanto varrebbe il periodo di questo pendolo se fosse portato sulla Luna dove
l’accelerazione di gravità è g/6.
2
26. Un bambino siede a 2,1 m dal centro di una giostra che ruota.
a. Se il modulo della velocità del bambino è 1,9 m/s, qual è il minimo coefficiente di attrito
statico tra il bambino e la giostra per permettere al bambino di non scivolare?
27. Un blocco di massa m1 = 10 kg è posto su un piano inclinato di 30°. Esso viene collegato, mediante
un filo che scorre in una puleggia, a un secondo blocco di ugual massa sospeso in verticale.
a. Determinare l’accelerazione del sistema sapendo che fra il corpo di massa m1 e il piano
esiste un attrito di coefficiente μ = 0,1.
28. Un satellite terrestre gira ad un’altezza di 1300 km rispetto al suolo.
a. Con quale velocità gira?
b. Quanto vale l’accelerazione centripeta?
c. Quanto dura il periodo del moto?
d. Che cosa manca per poter calcolare la forza che tiene in orbita il satellite?
29. Calcolare l’altezza (rispetto alla superficie terrestre) di un satellite geostazionario, conoscendo la
massa della Terra e il raggio terrestre.
30. Determinare l’energia potenziale gravitazionale di un meteorite di 12 kg quando:
a. La sua distanza dalla superficie della Terra è pari al raggio terrestre
b. Si trova sulla superficie della Terra.
31. Un tornio da vasaio di raggio 6,5 cm ruota con un periodo di 0,55 s.
a. Qual è il modulo della velocità lineare?Qual è l’accelerazione centripeta di un pezzetto
d’argilla sul margine del tornio?
b. Come cambiano le tue risposte precedenti se il periodo di rotazione viene raddoppiato?
32. Mentre si trova in un ascensore che sta scendendo con una velocità costante di 3,0 m/s, uno
studente accidentalmente lascia cadere il libro di Fisica da sotto il braccio.
a. Quanto tempo occorre perché il libro raggiunga il pavimento dell’ascensore che si trova 1,2
m al di sotto del braccio?
b. Qual è la velocità del libro quando raggiunge il pavimento dell’ascensore?
33. Enuncia i tre principi della dinamica e descrivi per ciascuno di essi un fenomeno in cui appare
evidente la loro applicazione.
34. Un corpo ha massa 0,7 kg e viene posto su un piano orizzontale con coefficiente di attrito statico
0,2. Al corpo viene applicata una forza orizzontale di 2 N.
a. Si muoverà?
b. Con quale accelerazione?
35. Una palla di massa 400 g, legata ad una cordicella lunga 50 cm, ruota descrivendo una
circonferenza orizzontale e compiendo 2 giri al secondo.
a. Qual è la sua velocità angolare?
b. Qual è la tensione del filo ( forza centripeta)?
36. Un palla di massa 0,5 kg viene lanciata con velocità 15 m/s con un angolo di 60° rispetto
all’orizzontale.
a. A che altezza si trova dopo un secondo?
b. Quale è la sua energia cinetica nell’istante in cui raggiunge la massima altezza?
37. Un corpo di massa 2 kg scivola da un piano inclinato di altezza 10 cm e lunghezza 90 cm.
3
a. Se parte da fermo, con che velocità arriva al fondo, supponendo nullo l’attrito?
b. Se invece il coefficiente di attrito vale 0,1, quale è la sua accelerazione durante la discesa?
38. Da un palazzo alto 50 m viene lanciato un oggetto con velocità 2 m/s in direzione orizzontale.
a. Dimostra che la sua traiettoria è un ramo di parabola e determina la distanza dal muro del
palazzo a cui arriva a terra.
39. Determina la lunghezza di un pendolo che oscilla con un periodo di 2 s in un luogo in cui
l’accelerazione di gravità è 9,8 m/s2.
40. Un cliente di un supermercato spinge il carrello della massa di 12 kg formando un angolo di 30° con
l’orizzontale , esercitando una forza di 6 N per una distanza di 10 m. Calcola il lavoro compiuto.
41. Un veicolo con la massa di 2000 kg accelera da 15 m/s a 20 m/s in 5 s.
a. Determina il lavoro compiuto e la potenza sviluppata dal motore.
42. Una molla di costante elastica 18 N/m sostiene una massa di 2 kg.
a. Determina il periodo con cui la massa oscilla quando viene spostata di 10 cm dalla
posizione di equilibrio e poi lasciata andare.
b. Determina con quale velocità passa ogni volta dalla posizione di equilibrio.
43. Un blocco di 990 g poggia su una superficie orizzontale priva di attrito ed è appoggiata a una molla
(fissata al muro) di massa trascurabile e costante elastica 100 N/m. Una pallottola di massa 10 g
viene sparata e si conficca nel blocco. In seguito all’urto la molla subisce una compressione
massima di 10 cm; calcolare:
a. L’energia potenziale massima della molla
b. La velocità del blocco subito dopo l’urto.
44. Un proiettile di massa m viene sparato in direzione di un blocco di massa M sospeso ad un filo
sottile, come un pendolo (pendolo balistico). Il proiettile di incastra nel blocco e il sistema incomincia
ad oscillare raggiungendo un’altezza massima h al di sopra della posizione iniziale.
a. Determinare la relazione tra la velocità iniziale v del proiettile e l’altezza h.
m1  6,0  10 3 kg ed m2  2m1 , appoggiati su un piano orizzontale senza
attrito, sono separati da una molla di costante elastica k  10N / m e massa trascurabile
inizialmente tenuta compressa di x  5,0cm rispetto alla sua lunghezza di equilibrio.
a. Calcolare le velocità v1 e v2 con cui i due blocchi partono in verso opposto quando la
45. Due blocchi di masse
molla viene liberata.
46. Un mitra spara 100 pallottole al minuto aventi ciascuna la massa di 60 g . Sapendo che la forza
media che il mitragliere esercita per tenere in mano l’arma è uguale a 50 N:
a. Calcolare la velocità delle pallottole.
47. Un vagone di 8000 kg che si muove a una velocità di 20 m/s, urta un identico vagone fermo. Se i
due vagoni rimangono agganciati:

a. Quanto vale la loro velocità v comune dopo l’urto.
b. Quanta energia cinetica viene perduta nell’urto?
48. Una palla da biliardo con velocità v1  4,00m / s compie un urto elastico obliquo con una seconda
palla avente la stessa massa e inizialmente ferma. Sapendo che la prima palla dopo l’urto è deviata
di un angolo di 60° rispetto alla direzione originaria:
a. Determinare le velocità di entrambe le palle dopo l’urto.
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