COMPITO SCRITTO DI FISICA
GLI ESERCIZI CHE NON SONO IN GRASSETTO SONO FACOLTATIVI
1) Un blocco di massa m=1Kg parte da fermo da un’altezza di 20 m e scende in assenza di attrito lungo un
piano inclinato. Successivamente striscia per 40 m su un piano orizzontale con attrito prima di
fermarsi. a) Determinare la velocità del blocco ai piedi del piano inclinato. b) Determinare
il coefficiente di attrito dinamico sul piano orizzontale.
2) Un corpo avente una massa m=40 kg che si muove su di un piano orizzontale senza attrito con
una velocità di 1 m/s comprime di 20 cm una molla rispetto alla sua posizione di equilibrio.
a) Calcolare la costante elastica della molla.
b) Calcolare il tempo impiegato dal corpo a comprimere la molla.
3) Due masse m1= 4kg e m2=1kg, sono collegate da un filo inestensibile e privo di massa che
aderisce ad una carrucola ruotante attorno al proprio asse. La prima massa si muove su un piano
orizzontale senza attrito mentre la seconda è sospesa e si muove lungo la direzione verticale. a) Si
determini l’accelerazione del sistema nel caso che la carrucola sia schematizzabile come un
disco avente la massa di 10 Kg. b) Se il raggio del disco è di 10 cm calcolare quanti giri compie in
10 s se al tempo t0=0 la velocità angolare è di 20 rad/s.
4) Un pendolo semplice è costituito da una massa mA di 500 g vincolata all’estremità di un filo
inestensibile privo di massa. La massa mA, portata nella posizione in cui il filo forma un angolo
di 90° rispetto alla verticale, viene lasciata cadere e quando arriva nella posizione in cui il filo si
dispone lungo la verticale colpisce una massa mB. Dopo l’urto le due masse si muovono unite
ed il pendolo oscilla compiendo piccole oscillazioni di periodo pari a 1s . Sapendo che dopo l’urto
il filo forma con la verticale un angolo massimo di 5° calcolare a) la lunghezza del pendolo b) la
velocità con la quale la massa mA urta mB c) il valore della massa mB.
5) Un corpo avente calore specifico di 0.2 cal/(°gC), massa m1 = 5 Kg e temperatura T1 = 90 °C
è immerso in una massa di acqua m2 = 2 Kg alla temperatura T2 = 0 °C.
a) Determinare la temperatura di equilibrio assumendo che il calore specifico dell' acqua sia
circa 1 cal/(g°C). b) Se il corpo è una sbarra di metallo, con coefficiente di dilatazione termica
lineare pari a 5x10-5 °C, che assume la lunghezza L0 = 60 cm alla temperatura iniziale (T1 = 100 °C),
calcolare la variazione di lunghezza ∆L quando è stata raggiunta la temperatura di equilibrio.
6) Un corpo avente il volume di 2 m3 ed una massa di 1680 Kg è immerso in acqua.
a) Calcolare il volume immerso del corpo. b) Calcolare la densità di un liquido nel quale il
corpo totalmente immerso assume il peso apparente di 2000 N.
7) Una mole di gas perfetto monoatomico si espande alla pressione costante di 1 atm raddoppiando
il volume. Dopo aver riscaldato il gas a pressione costante il volume del gas raddoppia.
Determinare la quantità di calore scambiato, il lavoro svolto e la variazione di energia interna
durante la trasformazione assumendo che la temperatura iniziale del gas sia di 27 °C.
8) Due moli di gas perfetto occupano il volume di 20 l alla pressione di 2 atm. Sapendo che il gas
raddoppia la sua pressione isotermicamente, calcolare il calore scambiato durante la
trasformazione.
9) Un motore di Carnot lavora tra una sorgente calda alla temperatura di 819 °C ed una sorgente
fredda alla temperatura di 0 °C. Calcolare il rendimento del motore quando funziona come
macchina termica ed il coefficiente di prestazione quando funziona come macchina frigorigena.
10) Calcolare il rendimento del ciclo reversibile mostrato in figura nell’ipotesi che il fluido
termodinamico sia un gas perfetto biatomico.
