ESERCIZI DA SVOLGERE PER GLI STUDENTI DELLE CLASSI 1, CON GIUDIZIO SOSPESO IN FISICA PER L’ANNO SCOLASTICO 2014 - 2015 Libro di testo: AMALDI.VERDE vol.1 CAPITOLO 1: Pag. 25 n. 53; Pag. 27 n. 78; Pag. 29 n. 106 e n. 108 CAPITOLO 2: Pag. 54 n. 2 CAPITOLO 3: Pag. 78 n. 72 e n. 73; Pag. 80 n. 78 CAPITOLO 4: Pag. 104 n. 24, n. 25, n. 26, n. 27; Pag. 112 n. 5 CAPITOLO 5: Pag. 125 n. 8, n. 20, n. 21, n. 29; Pag. 126 n. 30; Pag. 128 n. 47 CAPITOLO 6: Pag. 150 n. 44; Pag. 151 n. 56; Pag. 153 n. 72 CAPITOLO 7: Pag. 175 n.32; Pag. 176 n.33; Pag. 177 n. 49 e n. 50; Pag. 182 n. 13; Pag. 183 n. 14 e n. 16 ALCUNE DELLE PROVE SVOLTE L’ULTIMO ANNO O NEGLI ANNI PRECEDENTI VERIFICA DI FISICA 1) Eseguire le seguenti equivalenze: • 2500 cm = • 0,8 hm = • 12 mm² = • 0,0024 Km² = • 35600 cm³ = • 3600 cg = • 0,012 dag = • 0,00034 Kg = CLASSE 1 Km m m² dm² m³ Kg Kg mg 2) Per ognuna delle seguenti tabelle di dati: • Fare il grafico, • Dire che curva si ottiene, • Dire che relazione tra le grandezze rappresenta la curva ottenuta, • Scrivere la relazione matematica che lega le due grandezze x ed y, • Ricavare l’ipotesi che si ottiene. a) 5 12,8 20 45 80 5 8 10 15 20 y x 40 30 24 12 8 3 4 5 10 15 y x 12 24 36 48 60 5 10 15 20 25 y x 2 5 8 11 14 0 1 2 3 4 y x b) c) d) 3) RISPONDERE VERO(V) O FALSO(F) ALLE SEGUENTI AFFERMAZIONI: • Le grandezze fisiche sono caratteristiche misurabili dei corpi o dei fenomeni. • La massa e il tempo sono esempi di grandezze fisiche. • La bellezza e il colore dei corpi sono grandezze fisiche. • La densità è una grandezza fisica fondamentale. • Area e volume sono grandezze fisiche derivate. • Per misurare una grandezza fisica bisogna per prima cosa fissare una unità di misura. • Nel Sistema Internazionale l’unità di misura della massa è il grammo. • Un’unità di misura deve essere invariabile nel tempo. • Il secondo è la 86400-esima parte del giorno solare medio. • Il Kg è la massa di un dm di acqua distillata a 0°C. • Il metro è la distanza percorsa dalla luce in un millesimo di secondo. • Il prefisso Giga corrisponde a 10⁶. • Il prefisso micro corrisponde a 10⁻⁶. □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ • Un’ora corrisponde a 360 secondi. • 0,5 minuti corrispondono a 50 secondi. • Un litro corrisponde a un decimetro cubo. • Il numero 0,0000000032 in notazione scientifica si scrive 3,2 · 10⁻⁸. • Il numero 345000000 in notazione scientifica si scrive 3,45 · 10⁸. • La densità di un corpo è definita come il prodotto della massa e del suo volume. • Un blocco di marmo di massa 90 Kg e volume 0,075 m³ ha una densità di 1200 Kg/m³. VERIFICA DI FISICA □ □ □ □ □ □ □ CLASSE 1 1) Per svitare un bullone da una ruota di automobile serve un momento di 120 N·m. Quale forza deve applicare una persona, all’estremità di una chiave inglese lunga 40 cm, per riuscire a svitare il bullone? 2) Un armadietto di massa m = 48 Kg, ha una lunghezza di 1,2 m, un’ altezza di 1,5 m ed una larghezza di 40 cm. Determinare la pressione P che genera l’armadietto quando è appoggiato sul pavimento sulla sua superficie più piccola? 3) Una sfera di ferro (d = 7870 Kg/m³) ha una massa m = 160 Kg ed un raggio di 20 cm. La sfera viene posta nell’acqua (d = 1000 Kg/m³). Determinare la spinta massima di Archimede che agisce su di essa quando è completamente immersa. Dire inoltre se la sfera affonda o galleggia. 4) Un sub si immerge nell’acqua del mare (d = 1030 Kg/m³) e raggiunta la profondità di 30,1 metri guarda il manometro che ha al polso. Qual è la pressione misurata dallo strumento? 5) In un torchio idraulico le superfici dei pistoni sono S₁ = 12 cm² ed S₂ = 2,4 dm². Sul pistone con superficie maggiore si pone un corpo di massa m = 800 Kg. Quale forza bisogna applicare, sull’altro pistone, per sollevare il corpo? 6) Rispondere vero (V) o falso (F) alle seguenti affermazioni: • Si definisce momento di una forza il rapporto tra una forza e una distanza. • Il momento di una coppia è direttamente proporzionale al braccio della coppia. • Nelle macchine semplici si definisce vantaggio il prodotto tra la resistenza e la potenza. • Lo schiaccianoci è una leva di primo genere. • Il remo di una barca è una leva di primo genere. • Il braccio umano è una leva di terzo genere. □ □ □ □ □ □ • Le forbici da giardiniere sono una leva di secondo genere. • La carriola da muratore è una leva di secondo genere. • Le leve di primo genere sono sempre vantaggiose. • Le leve di terzo genere sono sempre svantaggiose. • Nelle leve di secondo genere il braccio della potenza supera sempre quello della resistenza. • Si definisce pressione il prodotto di una forza per una superficie. • Nel sistema internazionale la pressione si misura in atmosfere. • Un’ atmosfera corrisponde a 101300 Pascal. • La legge di Stevino permette di calcolare la pressione ad una certa profondità o altezza. • Per la legge di Stevino la pressione è inversamente proporzionale alla profondità. • La legge di Pascal afferma che la pressione esercitata in un punto di un fluido si trasmette, con la stessa intensità, a tutti i punti del fluido e alle superfici con esso a contatto. □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ • Nel torchio idraulico una forza grande applicata su una superficie piccola è equilibrata da una forza piccola applicata su una superficie grande. □ • Il peso di un corpo immerso in acqua è maggiore del peso del corpo in aria. □ □ □ □ • I corpi che hanno densità minore dell’acqua, messi in acqua, galleggiano. • Nell’esperimento di Torricelli il mercurio si ferma a 670 mm di altezza. • L’esperimento di Torricelli permette di ricavare che 1 atm = 101300 Pa. VERIFICA DI FISICA 1) 2) CLASSE 1 Eseguire le seguenti equivalenze: • 30 m² = dm² • 650 mg = hg In un’ esperienza si ricava la seguente tabella di dati: y x 4 5 7 9 12 4 8 16 24 36 • • • • • Fare il grafico, Dire che curva si ottiene, Dire che relazione tra le grandezze x e y rappresenta la curva ottenuta, Scrivere la relazione matematica che lega le due grandezze x e y, Scrivere l’ipotesi che si ottiene. 3) Con un cronometro, che ha una sensibilità di un centesimo di secondo, si misura 7 volte il periodo di un pendolo, ottenendo le seguenti misure: 2,25, 2,23, 2,36, 2,28, 2,12, 2,25, 2,30. Determinare il risultato della misura e il suo errore relativo espresso in percentuale. 4) Date le seguenti misure : • m = ( 25 2 )Kg • L = ( 0,32 • T = ( 4,2 0,08)m 0,8 ) s Dire, giustificandolo con i calcoli, quale di esse è la più precisa e perché. 5) • • • • • • • • • • • • • • • RISPONDERE VERO(V) O FALSO(F) ALLE SEGUENTI AFFERMAZIONI: □ La portata di uno strumento rappresenta la misura più piccola che con esso si può fare. □ Facendo molta attenzione si possono eseguire misure esatte. □ In una misura sono sempre presenti solo errori sistematici. □ Gli errori sistematici dipendono da cause individuabili e in parte si possono correggere. □ Gli errori casuali sono dovuti a cause non individuabili ma si possono eliminare. □ Con il calcolo del valor medio di una misura si eliminano gli errori di misura. □ Il valor medio, di una serie di misure, si calcola sommandole tutte. □ L’errore massimo rappresenta la somma di tutti gli errori commessi in una misura. □ L’errore relativo ci permette di definire la precisione di una misura. □ L’errore relativo è il prodotto tra l’errore massimo e il valor medio di una misura. □ Definiamo forze le cause che possono cambiare lo stato di moto o di quiete di un corpo. □ Le forze possono creare deformazioni nei corpi. □ La forza è una grandezza fisica derivata. □ La forza è una grandezza fisica scalare. □ La sensibilità di uno strumento è la più grande misura che lo strumento può rilevare. • L’unità di misura della forza nel S.I. è il Newton. • Lo strumento di misura delle forze si chiama goniometro. • Un vettore è un segmento orientato. • Per eseguire la differenza tra due vettori non è sufficiente unire le loro punte. • I vettori si sommano con la regola del parallelogramma. • Nel prodotto tra un numero e un vettore il verso rimane sempre lo stesso. VERIFICA DI FISICA □ □ □ □ □ □ CLASSE 1 1) Si può costruire una bilancia usando un’asta molto leggera che può ruotare attorno ad un punto F. Se all’estremità A dell’asta, che dista 4 cm da F, si applica una massa di 50 Kg, a quale distanza (punto B) da F bisogna applicare una forza di 60 N, per avere l’equilibrio? 2) Un armadio ha la forma di un parallelepipedo di dimensioni a = 1,8 m, b = 2,2 m e c = 40 cm, ed è appoggiato sul pavimento su una delle sue superfici più piccole. Sapendo che la massa dell’armadio è 120 Kg, calcolare la pressione che esercita sul pavimento sia in Pa che in atm. 3) Un’automobile di massa 600 Kg viene sollevata usando un torchio idraulico formato da due pistoni, uno di raggio 4 cm e l’altro di raggio 25 cm. Calcolare la forza che è necessario applicare sul pistone più piccolo per riuscire a sollevare l’automobile. Un meteorite fatto di un materiale sconosciuto in aria pesa 400 N e immerso 4) completamente in acqua pesa 300 N. Determinare il volume del meteorite e la sua densità. 5) RISPONDERE VERO(V) O FALSO(F) ALLE SEGUENTI AFFERMAZIONI: • Si definisce momento di una forza il prodotto tra una forza e una distanza. • Per aprire una porta basta applicargli una forza in un punto qualsiasi. • Una coppia di forze è formata da due forze parallele concordi di uguale intensità. • Il momento di una coppia si calcola facendo il prodotto della forza per il braccio. • Si definisce vantaggio di una macchina semplice il rapporto tra resistenza e potenza. • Le leve di primo genere sono sempre svantaggiose. • Il remo di una barca è una leva di secondo genere. • Le leve di secondo genere sono sempre svantaggiose. • Il braccio umano è una leva di terzo genere. □ □ □ □ □ □ □ □ □ • Nelle leve di terzo genere il vantaggio dipende dalla posizione del fulcro. • La pinza usata per prendere il ghiaccio è una leva di terzo genere. • Il piano inclinato è una macchina semplice sempre vantaggiosa. • Il vantaggio del piano inclinato è dato dal rapporto tra la sua lunghezza e la sua altezza. • Si definisce pressione il rapporto tra una forza e la superficie su cui agisce. • Nel S.I. la pressione si misura in atmosfere. • Comunemente la pressione si misura in atmosfere, e una atm = 101300 Pa. • Per Stevino la pressione in acqua aumenta di circa 1 atm ogni 10 m di profondità. • Un’applicazione della legge di Pascal è l’impianto idraulico frenante degli autoveicoli. • La spinta di Archimede si calcola tramite il peso del volume del fluido spostato. • La densità dell’acqua è 900 Kg/m³. VERIFICA DI FISICA □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ CLASSE 1 1) Con riferimento al seguente grafico (s,t), rispondere VERO(V) O FALSO(F) e indicare gli spostamenti del corpo nel sistema di riferimento a destra del grafico: z S (m) 25 20 o 15 x y 10 5 0 2 4 5 6 8 9 10 11 t (s) -5 • Il corpo all’istante t = 0 si trova nell’origine del sistema di riferimento. • Nei primi due secondi la velocità del corpo è - 2,5 m/s. • Dal 2° al 4° secondo il corpo percorre 20 m, allontanandosi dall’origine. • Dal 4° al 5° secondo il corpo è fermo. □ □ □ □ • Dal 5° al 6° secondo la velocità del corpo è - 12,5 m/s. • Dal 6° all’8° secondo il corpo si muove verso l’origine. • Dall’8° al 9° secondo la velocità del corpo è 2,5 m/s. • Dal 9° al 10° secondo la velocità del corpo è 54 km/h. • Dal 10° all’11° secondo il corpo si muove all’indietro percorrendo 5 m. • La distanza totale percorsa dal corpo è 80 m. • La velocità media del corpo è stata di 8 m/s. • Il corpo ha percorso 40 m in avanti e 40 m all’indietro. • All’istante t = 3,2 s il corpo si trova in un punto che dista dall’origine 17,5 m. • Dal 6° al 9° secondo il moto del corpo avviene a sinistra dell’origine. □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ 2) In base alle seguenti indicazioni costruire il grafico (s,t) e indicare gli spostamenti del corpo nel sistema di riferimento a destra del grafico: • All’istante t = 0 il corpo si trova nell’origine del sistema di riferimento. • Nei primi 2 secondi il corpo si muove in avanti di moto uniforme percorrendo 15 m. • Dal 2° al 3° secondo il corpo torna indietro di moto uniforme percorrendo 10 m. • Dal 3° al 4° secondo il corpo è fermo. • Dal 4° al 5° secondo il corpo torna ancora indietro di moto uniforme fino all’origine. • Dal 5° al 7° secondo il corpo percorre di moto uniforme 5 m ancora all’indietro. • Dal 7° al 9° secondo il corpo sta fermo. • Dal 9° all’11° secondo il corpo, di moto uniforme, ritorna nel punto da cui era partito. Rispondere inoltre alle seguenti domande: • • • • • • Qual è stata la distanza totale percorsa dal corpo? ……………………………………….. Qual è stato lo spostamento del corpo? ……………………………………………………….. Qual è stata la velocità media del corpo? ……………………………………………………… Per quanto tempo il corpo è rimasto fermo? …………………………………………………. Qual è stata la velocità del corpo nei primi due secondi? ………………………………. A che distanza dall’origine si trova il corpo dopo 2,3 s? ………………………………… z S (m) 25 20 o 15 x y 10 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 t (s) -5 3) Un ‘automobile percorre di moto uniforme 6 Km alla velocità di 20 m/s e successivamente altri 1500 m alla velocità di 90 Km/h. Calcolare il tempo impiegato e la velocità media. VERIFICA DI FISICA CLASSE 1 1) Con riferimento al seguente grafico (V,t), rispondere VERO(V) O FALSO(F) e indicare gli spostamenti del corpo nel sistema di riferimento a destra del grafico: z V (m/s) 30 24 o 18 x y 12 6 0 -6 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 t (s) •-12 • Il corpo all’istante t = 0 è fermo • Nei primi otto secondi l’accelerazione del corpo è 5 m/s². • Nei primi otto secondi il corpo percorre 100 m. • Dall’ 8° al 16° secondo il corpo percorre 240 m. • Dall’ 8° al 16 secondo la velocità del corpo è 108 Km/h. • Dal 16° al 24° secondo il corpo si muove di moto uniformemente decelerato. • Dal 16° al 24° secondo il corpo percorre 192 m. . □ □ □ □ □ □ □ • Dal 24° al 28° secondo la decelerazione del corpo è - 4,5 m/s². • Dal 28° al 32° secondo il corpo è fermo nell’origine del sistema di riferimento. • Dal 32° al 48° secondo il corpo torna indietro. • Dal 32° al 48° secondo il corpo percorre 96 m. • Dal 36° al 48° secondo il moto del corpo è uniformemente accelerato all’indietro. • La velocità media del corpo è stata di 12,25 m/s. • Il corpo ha percorso complessivamente 640 m . • Lo spostamento del corpo è stato di 492m. □ □ □ □ □ □ □ □ 2) Un corpo cade da fermo da un’ altezza di 78,4 m. Calcolare il tempo impiegato per giungere a terra e la velocità con cui giunge a terra, considerando trascurabile la resistenza dell’aria. 3) Un corpo viene lanciato verso l’alto con una velocità di 705,6 km/h. Calcolare l’altezza massima raggiunta e il tempo impiegato, supponendo trascurabile la resistenza dell’aria. 4) Un’automobile viaggia alla velocità di 162 km/h. Sapendo che in caso di frenata brusca è in grado di fermarsi in 4,5 secondi, calcolare la decelerazione prodotta dall’impianto frenante e qual è lo spazio di frenata. 5) Un’automobile partendo da ferma percorre un tratto di strada con un’ accelerazione costante di 2 m/s² per 15 secondi, poi, mantenendo costante la velocità raggiunta , percorre un altro tratto di strada per altri 15 secondi. Calcolare lo spazio totale percorso. PROVA DI AUTOVALUTAZIONE : CLASSE PRIMA 7) Nel primo gruppo di quattro equivalenze una sola è vera, nel secondo gruppo di quattro equivalenze una sola è falsa. Individuarle e sbarrare nel foglio correzioni la lettera corrispondente. Equivalenze 27000 cm = 27 m 0,0018 m = 1,8 Km 45600 cg = 0,456 Kg 6,82 Km² = 68200 m² 34,5 cm² = 0,00345 m² 0,75 hg = 75 g 0,034 Km³ = 34 m³ 36000 cm³ = 0,036 m³ Vero Falso □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ A B C D A B C D 8) Nel primo gruppo di quattro prefissi solo una risposta è vera, nel secondo gruppo di quattro prefissi solo una risposta è falsa. Individuarle e sbarrare nel foglio correzioni la lettera corrispondente. PREFISSI G = 10⁻⁶ n = 10⁻⁹ K = 10⁻³ μ = 10⁶ M = 10⁶ m = 10⁻³ h = 10² c = 10² Vero Falso □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ A B C D A B C D 9) Un mattone ha la forma di un parallelepipedo di dimensioni a = 32 cm, b = 16 cm e c = 5 cm. Sapendo che la massa del mattone è 4 Kg, qual è la densità del mattone? d = 640 Kg/m³ □ B) d = 6400 Kg/m³ □ C) d = 1562,5 Kg/m³ □ D) d = 156,25 Kg/m³ □ A) 10) Due grandezze sono direttamente proporzionali : A) Quando aumenta una grandezza aumenta anche l’altra. B) Quando una grandezza raddoppia l’altra dimezza. C ) Quando riportate in un grafico si ottiene una parabola. D) Quando il loro rapporto rimane costante. □ □ □ □ 11) Due grandezze sono inversamente proporzionali : A) Quando aumenta una grandezza e diminuisce l’altra. B) Quando il loro prodotto rimane costante. C) Quando una grandezza raddoppia anche l’altra raddoppia. D) Quando riportate in un grafico si ottiene una retta. □ □ □ □ 12) Con un cronometro che ha una sensibilità di 0,01 s si misura sei volte il periodo T di un pendolo, ottenendo le seguenti misure : 2,35; 2,47; 2,38; 2,28; 2,31; 2,36. Il risultato della misura è : A) T =(2,358 ± 0,095)s □ □ □ □ B) T =(2,4 ± 0,1)s C) T =(2,36 ± 0,09)s D) T =(2,36 ± 0,01)s 13) Rispondere vero (V) o falso (F) alle seguenti affermazioni: nel primo gruppo di quattro affermazioni una sola è vera, nel secondo gruppo una sola è falsa; individuarle e sbarrare le lettere corrispondenti nel foglio correzioni. A) Una forza è in grado di modificare lo stato di moto o di quiete di un corpo. B) Le forze sono grandezze scalari con una direzione, un verso ed una intensità. C) Le forze si sommano con la regola del dinamometro. D) Massa e peso di un corpo sono grandezze inversamente proporzionali. A) Il peso di un corpo è la forza con cui il corpo è attratto verso il centro della terra. B) La forza d’attrito è sempre diretta nel verso di moto di un corpo. C) La forza d’attrito tra due corpi non dipende dall’area di contatto fra le loro superfici. □ □ □ □ □ □ □ □ D) La forza elastica è la forza con cui un corpo si oppone alla sua deformazione. 14) Una cassa piena di pere ha una massa di 20 Kg ed è posta su un piano orizzontale. Il coefficiente d’attrito statico tra la cassa e il piano è 0,25. Una persona tira la cassa parallelamente al piano con una forza di 60 N. (Utilizzare per g il valore 9,8 N/Kg). A) La cassa non si muove perché la forza d’attrito è maggiore di 60 N. B) La cassa si muove perché soggetta a una forza risultante di 109 N. C) La forza d’attrito che si oppone al movimento del corpo è 490 N. D) La cassa si muove perché soggetta a una forza risultante di 11 N. □ □ □ □ 15) Un armadietto di massa m = 48 Kg, ha una lunghezza di 1,2 m, un’ altezza di 1,5 m ed una larghezza di 40 cm. Quale pressione P genera l’armadietto quando è appoggiato sul pavimento sulla sua superficie più piccola? (Usare il valore di g = 9,8 N/Kg) A) P = 9,8 Pa B) P = 98 Pa C) P = 980 Pa D) P = 653,33 Pa □ □ □ □ 16) Una sfera di ferro (d = 7870 Kg/m³) ha una massa m = 160 Kg ed un raggio di 40 cm. La sfera viene posta nell’acqua (d = 1000 Kg/m³). □ □ □ □ A) La sfera galleggia perché è probabile che sia internamente vuota. B) La sfera affonda perché la densità del ferro è maggiore di quella dell’acqua. C) La sfera affonda perché il suo peso è maggiore della spinta di Archimede. D) La spinta di Archimede che agisce sulla sfera verso l’alto è 1400 N. 17) Un sub si immerge nell’acqua del mare (d = 1030 Kg/m³) e raggiunta la profondità di 30,1 metri guarda il manometro che ha al polso. Qual è la pressione P misurata dallo strumento? (usare il valore g = 9,8 N/Kg). A) P= B) P = 3 atm C) P = 31003 Pa D) P = 332303 Pa 4 atm □ □ □ □ 18) Si consideri il seguente diagramma (s,t) relativo al moto di un corpo: s (m) 4 2 6 t (s) Rispondere vero (V) o falso (F) alle seguenti affermazioni: sia nelle prime quattro affermazioni che nelle seconde quattro, una sola risposta è falsa; individuarle e sbarrare le lettere corrispondenti nel foglio correzioni. A) Nei primi due secondi il corpo si muove di moto uniforme. B) Il corpo percorre complessivamente 20 m. C) Nei primi due secondi la velocità del corpo è 2 m/s. D) Dal secondo al sesto secondo il corpo è fermo. □ □ □ □ □ □ □ □ A) Dal sesto al nono secondo la velocità del corpo è ̶ 1,33 m/s. B) La distanza massima che il corpo raggiunge rispetto all’origine è 4 m. C) Dopo un secondo la velocità del corpo è 4 m/s. D) Al nono secondo il corpo si trova nell’origine del sistema di riferimento. TABELLA CORREZIONI (classi prime) QUESITI RISPOSTA RISPOSTA RISPOSTA RISPOSTA 1 (primo gruppo) A B C D 1 (secondo gruppo) A B C D 2 (primo gruppo) A B C D 2 (secondo gruppo) A B C D 3 A B C D 4 A B C D 5 A B C D 6 A B C D 7 (primo gruppo) A B C D 7 (secondo gruppo) A B C D 8 A B C D 9 A B C D 10 A B C D 11 A B C D 12 (primo gruppo) A B C D 12(secondo gruppo) A B C D