testo - Istituto Romano Bruni

LiceoScientificoParitario“R.Bruni”
Padova,loc.PontediBrenta,25/01/2016
VerificadiFisica
ClasseV
Studente/ssa___________________________
settembre 2004
Claudio Cereda – rel. 4.1
Problemi.Sirisolvaunodeidueproblemi:
PUÒ PROVOCARE UNA FORZA DI TIPO
1. Unparacadutemagnetico.Unaspirarettangolareèdispostainunpianoverticaleepresentai
n un piano verticale e presenta i due lati verticali
di lunghezza l sono presenti
altri due orizzontaliduelativerticalidilunghezzapraticamenteinfinitamentresuglialtridueorizzontalidilunghezNel
attrito.presenti
= 25cm
za
. Sono
una resistenza R = 0,150Ω e un conduttore mobile di massa
senza
ℓstriscia
che
m
mobile di massa
e
relazion
la
inare
65g chestrisciasenzaattrito.ÈpresenteuncampomagneticouniformeBdimodulopari
magnetico uniformemB.= Determ
e il risultato e quindi deelocità di caduta, discuter
a0,160T.
€
50 Ω, massa m = 65.0 g, B = 0.160 T.
€
R
€
della gravità ma tisulta anche soggetta alla
prodotta dalla interazione tra la corrente
effetto della forza elettromotrice indotta
mpo magnetico.
nz il verso della corrente è tale da opporsi
questa ragione la forza magnetica e la forza
R
l
i
a
F
!
FG m
v
Fp
i.
Determinaladirezioneeilversochedeveavereilcampomagneticoaffinchél’effettodi
rallentamento della caduta sia il massimo possibile. Motiva esaurientemente la tua riica avremo che:
conda legge della dinamsposta.
v
D’orainpoiconsiderailcampomagneticoperpendicolarealpianodellaspira.
ii. Determinalarelazionechelegal’accelerazioneconlavelocitàdicaduta.
iii. Mostral’andamentodellavelocitàneltempoinundiagrammav-t.Deducilapresenzadi
ne decresce al crescere della velocità (come
unavelocitàlimiteedeterminaneilvalore.
) e si annulla in
grave in un mezzo viscoso
lla velocità limite che risulta pari a:
iv. Incondizionidiregime,cioèalraggiungimentodellavelocitàlimite,determinailvalore
dellacorrenteindottacheattraversalaresistenza.
[inventato]
ha:
0
= 59.8 m/s
N UNA SPIRA DI FORMA PARABOLICA
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2. Trasmetterefulmini!Unaspiraquadratadilato ℓ = 4cm ècomplanareadunfilorettilineodi
lunghezza infinita percorso da una corrente che varia con il tempo secondo la relazione
i t = 2t .Sia d = 12cm ladistanzafrailfiloedillatopiùvicinodellaspira(paralleloalfilo).Tra-
()
scuratuttiglieffettidiautoinduzione.
i.
Esponiunmetodoperdeterminareilflussodelcampomagneticoattraversolaspira.
ii.
Sapendocheilflussomagneticoattraversolaspiraèdatodallarelazione
µ ℓi ℓ + d
φB = 0 ·ln
,
2π
d
determinal’intensitàdellacorrenteindottasullaspiraessendo R = 0,048Ω lasuaresistenzatotale.
iii.
Sai che la rigidità dielettrica dell’aria è pari a 3,0·106 V m . Vuoi fare in modo che la
correnteindottasiatalmenteelevatadarompereildielettricoecrearecosìunascintilla
daunlatoall’altrodellaspira.Mostrapossibilisoluzioniataleproblema,secenesono.
iv.
Vuoiutilizzareilfilocomeun’antennapertrasmettereondeelettromagnetiche.Decidi
quindi di farla percorre da un’intensità di corrente i t = sin 2π ·t . Determina
()
( )
l’intensitàmediadiradiazioneemessa.
[inventato]
2di4
essa lasciata in un rivelatore (camera a nebindica il suo nome, il positrone ha una carica
itiva. La foto a sinistra è quella originale e
ramente la traccia di un positrone che si sta
ella camera a nebbia e attraversa una lastra
Questionario.Risolvitredeiseiquesiti:
rizzontale, spessa
6 mm, che la divide in due.
un campo magnetico uniforme perpendicolare al piano della foto. Nella figura a
one è presente
uazione è schematizzata per chiarezza. Si supponga che il moto avvenga nel piano della foto.
1. Iduecondensatoriidealiafaccepianeeparallele,AeB,rappresentatinellafigura,sono
o adeguatamente la risposta, dire se il positrone attraversa la lastra di piombo dall’alto al basso o
ugualiedentrambicaricatiallastessaddp.Sia q0 lacaricapresentesuciascunodiessi.Se
e il verso del campo magnetico.
ladistanzafralearmaturedelprimovieneraddoppiata,quantacaricaattraversailresistoreR?
[OdF2/16]
I due condensatori ideali a facce piane
e parallele, A e B, rappresentati nella
uguali ed entrambi caricati alla stessa d.d.p.
ica presente su ciascuno di essi.
€
anza fra le armature del primo viene radquanta carica attraversa il resistore R?
0
Una scatola che
una massa M =ρ7 kg=è1,7⋅
trainata
2. ha
Unfilodirame(
10−8 Ω⋅ m )lungo157m disezioneparia0,50mm2 vieneutilizCu
su un pavimento orizzontale a velocità costante; il
zatopercostruireunsolenoidedilunghezza ℓ = 30cm formatoda1000spire.Aicapidel
d’attrito dinamico tra la scatola e il pavimento è µ = 0.1.
⃗
della forza F formasolenoidevieneapplicataunaddpdi12V.Determinailvaloremassimodellacorrenteche
un angolo θ = 64◦ con il piano
attraversailsolenoideeiltemponecessarioperraggiungereil99%ditalevalore.Dimostra
€
€
€
infinecheilrapportotral’induttanzaelaresistenzahacomedimensioneuntempo.
la componente normale
della forza che il pavimento ap€
scatola.
[trattodaCLBiologia‘01]
3. Descrivibrevementemainmodoesaurienteilfenomenodell’induzioneelettromagnetica.
Risolviilseguentequesito.
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Unacalamitavienefattapassareavelocitàcostanteattraversounaspiraformatadaunfilo
metallico,comemostratoinfigura.Siat1 l’istanteditempoincuiilpuntocentraledellacalamitaattraversailpianodellaspira.
€
Qualedeiseguentigraficirappresentamegliolarelazionecheesistetralacorrenteelettricaindottanellaspiraeiltempo?Motivaesaurientementelatuarisposta.
Nota:Inunavistadall’altodellaspiralacorrenteindottasiconsiderapositivasecircolain
sensoantiorariocomemostratoinfigura.
[OdF1/07]
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4. Descrivibrevementemainmodoesaurienteilfenomenodellapolarizzazione.Risolviilseguentequesitonumerico.
L’intensitàdiun’ondaradioprovenientedaunpolarizzatoreè9,6W m2 .Taleondaincide
suunanalizzatoreorientatoaunangolodi60°rispettoalpolarizzatore.L’intensitàmassimadelcampomagneticodell’ondadopoaverattraversatol’analizzatoreè:
[A]0.
[B]1,4⋅ 10 −7 T .
€2,8⋅ 10 −7 T .
[C]
Motivaesaurientementelatuarisposta.
[D] +∞ .
[trattodaCLBiotecnologie‘05]
€
€
€
5. Antoniosostienediavercostruitodellelentitalmentepotentidapermetterglidiosservare
ilreticolocristallinodelFerroconlasolalucevisibile.TusaicheilreticolodelFerrohaun
passodicirca 0,2482nm .ConvinciAntoniochequestononèpossibile,portandogliargomentazioniteorichechiare.ChecosasuggerirestiadAntonioperfareinmododipotervedereilreticolodelFerro?
[inventato]
€
6. Un agente a bordo di una volante della “polizia intergalattica” accende un lampeggiante
rossoeosservacheemetteunflashogni1,5s.UnapersonasullaTerramisuraunperiodo
traiflashdi2,5s.AqualevelocitàstaviaggiandolavolanterispettoallaTerra?Lapersona
sullaTerravedechelaformadellavolanteèquelladiunasfera.Qualèlaformacheavrebbe la volante se avesse una velocità nulla rispetto alla Terra? Motiva esaurientemente la
tuarisposta.
[inventato]
_________________________
NOTE:
i.
Èammessol’usodelcalcolatoreelettronicooditavolenumeriche;
ii.
Punteggiomassimo15p.ti.Perlasufficienzaènecessarioraggiungereilpunteggiodi10p.ti.
4di4