CORSO DI RECUPERO DI FISICA
PER ALUNNI CLASSI TERZE
CON GIUDIZIO SOSPESO
OBIETTIVI MINIMI
Saper affrontare e risolvere problemi di cinematica e di dinamica.
Conoscere ed applicare le leggi di conservazione della quantità di moto e dell’energia.
Gli obiettivi possono essere diversificati sulla base dei programmi svolti nelle singole classi.
DETTAGLIO DEL PROGRAMMA
I moti rettilinei.
Velocità media e istantanea; moto rettilineo uniforme. Accelerazione media e istantanea; moto
uniformemente accelerato.
I moti non rettilinei.
Moto curvilineo; vettori spostamento, velocità e accelerazione. Moto circolare uniforme: velocità,
periodo, frequenza, accelerazione centripeta, velocità angolare. Il moto parabolico.
Principi della dinamica e sistemi di riferimento.
I principi della dinamica. La forza d’attrito. Sistemi di riferimento inerziali e non inerziali; le forze
inerziali.
Principi di conservazione.
Il lavoro; lavoro di una forza costante; lavoro della forza elastica. La potenza. Forze conservative e
dissipative. L’energia cinetica; teorema delle forze vive. L’energia potenziale gravitazionale;
l’energia potenziale elastica. Conservazione dell’energia meccanica.
Principio di conservazione della quantità di moto.
La quantità di moto; conservazione della quantità di moto nei sistemi isolati. Gli urti; urti centrali
elastici, anelastici, totalmente anelastici.
Gravitazione.
Le leggi di Keplero. La legge di gravitazione universale.
Proposte di esercizi e problemi per il recupero
1) Descrivi, per quanto possibile, il moto rappresentato in ciascuno dei seguenti grafici:
s
a
v
t
t
t
S(m)
2) Il moto di un punto è rappresentato nel diagramma a lato.
Qual è lo spazio percorso dopo 15 s?
Qual è la velocità dopo 15 s?
Qual è l’accelerazione dopo 15 s?
900
450
0
15
30
t(s)
3) I dati raccolti nella tabella sono relativi allo studio del moto di un corpo:
t (s)
v (m/s)
0
1
1
3
2
5
3
7
L’accelerazione del corpo è costante? (Motiva la risposta)
4)
In quale intervallo di tempo è massima l’accelerazione?
In quale istante è massima la velocità?
v (m/s)
0
1
2
3
4
5
t (s)
S(m)
5) Un uomo sta passeggiando. Descrivi il suo moto,
riferendoti anche a valori numerici per il tempo, le
distanze e le velocità che si basino sulle informazioni
contenute nel grafico a lato.
1500
1000
0
10
6) Il grafico mostra la velocità di un corpo nei primi 25 s di moto.
Calcola lo spazio percorso e la velocità media.
20
30
40
t(min)
20 25
t (s)
v(m/s)
20
0
10
7) La velocità di un’auto aumenta pressoché uniformemente da 10 m/s a 30 m/s in 5 s.
Calcola l’accelerazione e lo spazio percorso dall’auto nei 5 s.
8) Un sasso viene lasciato cadere da un’altezza di 30 m.
Supponendo trascurabile la resistenza dell’aria, calcola quanto tempo impiega ad arrivare a terra e
con quale velocità.
9) Due amici, Paolo in bicicletta e Marco in ciclomotore, si sfidano in una gara di velocità in cui Paolo
parte con 4 minuti di vantaggio. Durante il percorso Paolo tiene una velocità media pari a 18 km/h
e Marco a 54 km/h.
Determina dopo quanto tempo Marco raggiunge Paolo e a quale distanza dalla partenza.
10) Una barca attraversa un fiume con una velocità, rispetto all’acqua, di 4 m/s e diretta
perpendicolarmente alla corrente. La corrente ha velocità 2
m/s. Determina graficamente il
vettore che rappresenta la velocità risultante della barca rispetto alle sponde e calcola il modulo
della velocità risultante.
11) Un corpo puntiforme ruota con velocità periferica costante di 1 m/s su una circonferenza di raggio
2 m. Determina periodo, frequenza, velocità angolare e accelerazione centripeta.
12) Un corpo viene lanciato dal terrazzo di un palazzo con una velocità iniziale orizzontale di 10 m/s e
tocca terra dopo 3 s. Determina:
a) l’altezza del palazzo;
b) lo spostamento orizzontale del corpo;
c) il modulo della velocità risultante con cui il corpo tocca terra e l’angolo formato dal vettore
velocità con il terreno.
13) Un corpo viene lanciato da terra con velocità di 30 m/s, la cui direzione forma un angolo di 30° con
il terreno. Scelto un opportuno sistema di riferimento,
scrivi: a) le equazioni parametriche del moto (x e y in funzione di t);
b) l’equazione cartesiana della traiettoria;
c) le equazioni della velocità in funzione di t;
determina:
i) l’altezza massima raggiunta dal corpo;
ii) il tempo di volo;
iii) la gittata
14) Un corpo di massa m, soggetto ad una forza di intensità F, subisce un’accelerazione a. Quale
accelerazione subisce un secondo corpo, di massa 3m, sottoposto alla stessa forza F?
15) Un carrello, inizialmente fermo, viene tirato con una forza costante su un piano orizzontale privo
d’attrito. Quali dei seguenti grafici possono rappresentare il moto del carrello?
v
S
v
S
v
t
t
t
t
t
16) Un osservatore A, fermo sul ciglio della strada, vede transitare un autobus B con velocità costante
vB = 15 m/s, un’auto C con velocità costante vC = 25 m/s, di uguali direzione e verso della velocità
dell’autobus, e un’altra auto D che sta aumentando la sua velocità con accelerazione aD = 3 m/s2.
Quali sono le misure della velocità di C e dell’accelerazione di D, rilevate in un sistema di
riferimento solidale con l’autobus B?
17) Un blocco di massa 5,0 kg, inizialmente in quiete su un piano orizzontale, viene trainato con una
forza costante di 30 N. Sapendo che il coefficiente di attrito dinamico vale 0,3, calcolare:
i) la forza d’attrito;
ii) la forza risultante agente sul corpo;
iii) dopo quanto tempo il blocco raggiunge la velocità di 5,0 m/s;
iv) la distanza percorsa.
18) Ripeti l’esercizio 2, ipotizzando però che la forza trainante sia inclinata verso l’alto di 30° rispetto al
piano. Rispondi solo ai quesiti a e b.
19) Determina l’accelerazione del sistema e la tensione del filo
m1
m1 = 3 kg ; m2 = 2 kg
trascurare l’attrito
m2
20) Un corpo di massa 5 kg scivola giù da un piano inclinato di 30° rispetto all’orizzontale. Determina il
lavoro compiuto dalla forza peso durante lo spostamento di 2 m lungo il piano.
21) Nei due grafici sono riportati, in funzione dello spostamento, le intensità di due forze che compiono
lavoro. In quale dei due casi è maggiore il lavoro svolto? [Motiva la risposta]
F(N)
F(N)
15
10
0
10
S(m)
0
10
S(m)
22) Un corpo di massa 4 kg, che procede orizzontalmente con velocità 6 m/s, urta contro un
respingente a molla. Per effetto dell’urto, la molla si comprime di 30 cm. Determina la costante
elastica della molla.
23) Un corpo di massa 5 kg viene lanciato verso l’alto con velocità 20 m/s. Determina:
a) quale altezza h raggiunge;
b) a quale altezza h’ la sua velocità è 5 m/s
24) Un corpo di 0,30 kg avente una velocità di 2,0 m/s urta centralmente in modo elastico un corpo
fermo di 0,70 kg. Qual e la velocità dei due corpi dopo l’urto?
25) Un ragazzo lancia una palla di neve di massa 100 g, con velocità 10 m/s, contro un carrellino fermo
avente massa 4,9 kg. La palla di neve centra il carrellino, rimanendo attaccata ad esso, e lo mette in
movimento. Calcola la velocità acquistata dal sistema carrellino-palla di neve, supponendo
trascurabile la forza d’attrito.
Il carrellino (sistema carrellino-palla di neve) va poi ad urtare una molla di costante elastica 80 N/m;
calcola la compressione della molla.
26) Una sfera di massa 1 kg viene lanciata alla velocità
di 1 m/s contro una seconda sfera, di identica massa,
appesa ad una fune inestensibile e ferma nella
posizione di equilibrio. L’urto è perfettamente elastico.
Calcola la velocità delle due sfere dopo l’urto e
l’altezza raggiunta dalla seconda sfera dopo l’urto.
