Esercizi con soluzione numerica per il CL Infermieri

Esercizi di fisica per Prof. Sanitarie
C.Patrignani, Univ. Genova (rev: 9 Ottobre 2003)
1
Esercizi di fisica
1) Quanto vale (in cm2 ) l’area di un rettangolo di lati rispettivamente 2 m e 23 cm?
Ris.: A = 200 cm × 23 cm = 4600 cm2
2) Quanto vale l’area di questo rettangolo in m2 ?
1
m)2 = 0.46 m2
100
3) Quante piastrelle (di dimensioni 25 cm × 20 cm) sono necessarie per una parete di 3 m × 2 m?
2 × 3 m2
Aparete
= 120
=
Ris.: n =
apiastrella
0.25 × 0.20 m2
Ris.: A = 4600 cm2 = 4600(
4) Quante piastrelle bisogna acquistare se si vuole mantenere una scorta del 10% per ogni evenienza?
10
Ris.: N = n × (1 + 10%) = 120 × (1 +
) = 132
100
5) Una lattina contiene 0, 33 `. Quanto vale il volume della bibita in cc ed in m 3
1
m)3 = 3.3 · 10−4 m3
Ris.: V = 0.33 ` = 0.33 · (1000 cm3 ) = 330 cm3 = 330 · (
100
6) Un bicchiere contiene tipicamente 200 cc di acqua. Quanti bicchieri si riempiono con una bottiglia da
1.5 `?
Vbott
1.5 `
1.5 · 1000 cm3
Ris.: n =
=
=
= 7.5
vbicch
200 cm3
200 cm3
7) Quanto vale il volume di una pentola di diametro 20 cm e altezza 25 cm?
(20 cm)2
1
d2
25 cm = 7850 cm3 = 7850(
m)3 = 7.85 · 10−3 m3
Ris.: V = πr 2 h = π h = 3.14
4
4
100
8) Quanto vale (in `) la capienza della pentola di cui sopra?
Ris.: V = 7.85 `
9) Sapendo che un pollice equivale a 2.54 cm, a quanti pollici corrisponde 1 m?
Ris.: L = 1 m = 1(100 cm) = 100(
1
in)
2.54
10) Quanto vale il fattore di conversione da pollici a cm?
Ris.: 1 cm =
11) Un kilogrammo equivale a 2.2 libbre. Quanto vale in kg una massa di 7 libbre?
Ris.: M = 7 lb = 7(
1
in
2.54
1
kg) = 3.18 kg
2.2
12) Quanto spazio percorre in 15 minuti una bicicletta che viaggia a 8 km/h?
Ris.: ∆x = v ∆t = 8 km/h · 15 min = 8km/h · 15(
1
h) = 2 km
60
13) Quanti metri percorre in 1 s la bici del precedente esercizio?
1000 m
) · 1 s = 2.2 m
3600 s
14) Quanto vale la velocità media di un oggetto che all’istante t = 2 s si trova nella posizione x = 3 m ed
all’istante t = 8 s si trova nella posizione x = −20 m?
xf in − xin
−20 m − 3 m
∆x
=
=
= −3.8 m/s
Ris.: v =
∆t
tf in − tin
8s − 2s
Ris.: ∆x = v ∆t = 8 km/h · 1 s = 8(
15) Quanto vale la velocità media (in km/h) di un velocista che corre i 100 metri in 10 s?
1
km
100 m
1000
Ris.: v =
= 10 m/s = 10 1
= 36 km/h
10 s
s
3600
16) Quanto vale la velocità media di un maratoneta che corre i 42 km in 2 h 18 0 ?
∆x
42 km
42000 m
42000 m
Ris.: v =
=
=
=
= 5.1 m/s
0
∆t
2h18
(2 · 3600 + 18 · 60) s
8280 s
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2
17) Un oggetto che si muove alla velocità di 2 m/s, all’istante t = 3 s passa per la posizione x = 5 m. A
quale istante passa per la posizione x = 10 m?
x − xo
x − xo
(10 − 5) m
Ris.: x − xo = v(t − to ) quindi
= t − to cioè t = to +
= 3s +
= 5.5 s
v
v
2 m/s
18) Quanto spazio percorre in 10 s un oggetto che si muove alla velocità di 3 m/s?
Ris.: ∆x = v · ∆t = 3 m/s · 10 s = 30 m
19) Quanto vale la velocità media di un’automobile che percorre 8 km in 5 minuti?
8 km
8000 m
∆x
=
=
= 26.7 m/s = 96 km/h
Ris.: v =
∆t
5 min
5 · 60 s
20) Un’automobile viaggia in autostrada alla velocità di 100 km/h. Quanto tempo impiega per raggiungere
una stazione di servizio che dista 12 km?
∆x
Ris.: ∆t =
= 12 km100 km/h = 0.12 h = 0.12 · 60 min = 7.2 min = 7.2 · 60 s = 432 s
v
21) Quanto vale la velocità media (in m/s) di un treno che impiega 20 minuti per un percorso di 35 km?
∆x
35 km
35000 m
Ris.: v =
=
=
= 29.2 m/s = 105 km/h
∆t
20 min
20 · 60 s
22) Di quanto varia in 3 s la velocità di un oggetto che cade sotto l’azione della forza peso?
Ris.: ∆v = a∆t = g∆t = 9.8 m/s2 3 s = 29.4 m/s
23) Un oggetto di velocità iniziale pari a 1 m/s viene accelerato per 5 s con accelerazione costante pari a
0.2 m/s2 . Quanto vale la velocità finale?
Ris.: ∆v = a∆t da cui vf in = vin + a∆t = 1 m/s + 0.2 m/s2 5 s = 2 m/s
24) Una pallina di massa 0.5 kg è sottoposta ad una forza costante F = 2 N . Quanto vale l’accelerazione
della pallina?
2N
F
=
= 4 m/s2
Ris.: F = ma da cui a =
m
0.5 kg
25) Con riferimento all’esercizio precedente, se la pallina è inizialmente ferma, quanto vale la sua velocità
dopo 2 s?
Ris.: ∆v = a∆t per cui vf in = vin + a∆t = 0 + 4 m/s2 2 s = 8 m/s
26) Una pallina di massa 200 g è ferma e sospesa mediante una corda. Quanto vale la sua accelerazione?
∆v
Ris.: v = 0 costante, dunque a =
=0
∆
27) Quanto deve valere la forza esercitata dalla corda sulla pallina dell’esercizio precedente?
F
Ris.: a =
= 0 ma F = Fpeso + Fcorda = 0 da cui
m
Fcorda = −Fpeso = −mg = 0.5 kg · 9.8 m/s2 = 4.9 N
28) Quanto vale l’accelerazione media di un’automobile che passa da 0 a 100 km/h in 12 s?
m
100 1000
(100 − 0)km/h
3600 s
Ris.: a = ∆v∆t =
=
= 2.3 m/s2
12 s
12 s
29) Quanto vale la forza esercitata dal motore dell’esercizio precedente se la massa dell’automobile vale
1300 kg?
Ris.: F = m a = 1300 kg · 2.3 m/s2 = 2990 N
30) Quanto vale la variazione di energia cinetica dell’auto?
1 2
1
1
1000 m 2
1
= 1300 kg (100 km/h)2 − 0 = 1300 kg (100
) = 501 kJ
Ris.: ∆Ecin = mvf2in − mvin
2
2
2
2
3600 s
31) Quanto vale il lavoro compiuto dal motore?
Ris.: L = ∆Ecin = 501 kJ
32) Quanto vale la potenza sviluppata dal motore?
L
= 41.8 kW
∆t
33) Quanto vale il lavoro compiuto da una gru che solleva un carico di 1 tonnellata da terra fino all’altezza
di 10 m?
Ris.: P =
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Ris.: L = F s cos α = ∆Upeso = mg∆h = 1 T 9.8 m/s2 10 m = 1000 kg 9.8 m/s2 10 m = 98 kJ
34) Quanto lavoro (e di che segno) compie la forza di gravità su un uomo di massa 75 kg che sale una
rampa di scale lunga 10 m per un dislivello di 3 m?
Ris.: L = ∆Upeso = mg∆h = 75 kg 9.8 m/s2 (−3 m) = −2200 J (resistente)
35) Una pallina di massa 100 g possiede una energia cinetica dis0.2 J. Quanto
vale la sua
velocità?
s
s
1
2Ecin
2 · 0.2 J
2 · 0.2 J
Ris.: Ecin = mv 2 da cui v =
=
=
= 2 m/s
2
m
100 g
0.1 kg
36) Quanto vale l’energia cinetica della pallina se la sua velocità si dimezza?
1
1 vin
1 2
1
1 in
f in
Ris.: Se Ecin
= mvf2in = m( )2 = mvin
× = Ecin
= 0.05 J
2
2
2
2
4
4
37) Quanto lavoro (e di che segno) bisogna compiere sulla pallina per ridurre la sua velocità del 50%?
f in
in
Ris.: L = ∆Ecin = Ecin
− Ecin
= 0.05 − 0.2 J = −0.150 J
38) Di quanto varia l’energia cinetica di un velocista di 75 kg che, partendo da fermo, raggiunge la velocità
di 40 km/h?
1
1 2
1
1
1000 m 2
Ris.: ∆Ecin = mvf2in − mvin
= 75 kg (40 km/h)2 − 0 = 75 kg (40
) = 4630 J
2
2
2
2
3600 s
39) Un corpo si muove sotto l’azione di una forza conservativa. Quando passa per il punto A esso ha
una energia potenziale di 17 J ed una energia cinetica di 3 J. Quanto vale la sua energia meccanica
totale?
A
A
= 17 J + 3 J = 20 J
+ Ecin
Ris.: Etot = Upot
40) Lo stesso corpo dell’esercizio precedente, passa per il punto B la cui energia potenziale vale 10 J.
Quanto vale la sua energia cinetica in B?
B
B
Ris.: Ecin
= Etot − Upot
= 20 J − 10 J = 10 J
41) L’energia cinetica di un corpo diminuisce passando da 10 J a 5 J. Quanto vale (specificando il segno)
il lavoro delle forze che hanno agito su di esso?
f in
in
Ris.: L = ∆Ecin = Ecin
− Ecin
= 5 J − 10 J = −5 J
42) Un corpo di massa 2 kg e velocità iniziale 1 m/s si ferma a causa dell’attrito. Quanto vale la sua
variazione di energia cinetica?
1
1 2
1
Ris.: ∆Ecin = mvf2in − mvin
= 0 − 2 kg (1 m/s)2 = −1 J
2
2
2
43) Quanto lavoro hanno compiuto le forze di attrito?
Ris.: Lattr = ∆Ecin = −1 J (lavoro “resistente”)
44) Quanto lavoro meccanico bisogna compiere per sollevare di 1 m un libro di massa 1 kg?
Ris.: L = ∆Upeso = mg∆h = 1 kg 9.8 m/s2 1 m = 9.8 J
45) Quanto lavoro compie la forza peso quando si trascina un oggetto di massa 5 kg lungo un piano
orizzontale perfettamente liscio e privo di attrito?
Ris.: L = ∆Upeso = mg∆h = 0 perchè ∆h = 0
46) Quanto vale l’energia potenziale gravitazionale di un corpo di massa 3 kg che si trovi ad un’altezza di
20 m dal suolo?
Ris.: Upeso = mgh = 3 kg · 9.8 m/s2 · 20 m = 588 J
47) Quanto vale l’energia totale di un corpo di massa 3 kg, velocità 1 m/s, che si trova a 20 m dal suolo?
1
1
Ris.: Etot = mv 2 + Upeso = 3 kg · (1 m/s)2 + 588 J = 589.5 J
2
2
48) Quanto vale la sua energia cinetica poco prima di toccare terra, se lo si lascia cadere (con quella
velocità iniziale) da quell’altezza?
f in
f in
in
in
+ Upeso
= Ecin
+ Upeso
; poco prima di toccare terra l’energia potenziale è 0, quindi
Ris.: Ecin
f in
in
in
= Ecin
+ Upeso
= 589.5 J
Ecin
49) Quanto vale la massa di un blocco di alluminio di dimensioni 3 × 2 × 1 cm 3 se la densità dell’alluminio
vale 2.7 g/cm3 ?
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Ris.: m = dV = 2.3 g/cm3 · 3 × 2 × 1 cm3 = 13.8 g
50) Quanto vale la forza peso che agisce sul blocchetto del precedente esercizio?
1
Ris.: P = mg = 13.8 g · 9.8 m/s2 = 13.8
kg · 9.8 m/s2 = 0.135 N
1000
51) Quanto vale la densità di un liquido di volume 330 cm 3 e massa 300 g?
m
300 g
Ris.: d =
= 0.91 g/cm3
=
V
330 cm3
52) Quanto vale il volume di un cubetto di ferro (densità 7.8 g/cm 3 ) che pesa 10 N ?
Fpeso
10 N
10 N
m
= g =
=
= 131 · 106 m3 = 131 cm3
Ris.: V =
1
kg
d
V
9.8 m/s2 · 7.8 g/cm3
9.8 m/s2 · 7.8 1000
1
( 100 m)3
53) Quanto vale in N la forza peso che agisce su 1 ` di olio (densità 0.85 g/cm 3 )
Ris.: F = mg; la massa è m = dV = 0.85 g/cm3 · 1 ` = 0.85 g/cm3 · 1000 cm3 = 850 g = 0.85 kg
quindi F = mg = 0.85 kg · 9.8 m/s2 = 8.33 N
54) Quale pressione (in mmHg) agisce alla base di una colonna di mercurio di altezza 10 cm?
Ris.: P = 100(P1mmHg = 100 mmHg
55) A quanti mmHg corrisponde la pressione di 2000 P a?
Ris.: P = 2000 P a = 2000 P a
1 atm
mmHg = 15 mmHg
133 P a
56) Quanto vale (in mmHg e in atm) una pressione di 100 P a?
1 mmHg
1 atm
Ris.: P = 100 P a = 100
mmHg = 0.76 mmHg = 0.76(
atm) = 0.001 atm
133 P a
760 mmHg
57) Quanto vale la pressione esercitata sul pavimento da una ballerina di massa 50 kg che sta eretta sulla
punta del piede, se la sua base d’appoggio è circa 10 cm2 ?
mg
50 kg · 9.8 m/s2
50 kg · 9.8 m/s2
F
= 4.9 · 105 P a
=
=
=
Ris.: P =
1
2
2
s
s
10 cm
10( 100 m)
58) A quante atmosfere corrisponde la pressione dell’esercizio precedente?
1
atm) = 4.9 atm
105
59) Un uomo di 80 kg sale su uno sgabello. Quale pressione viene esercitata sul pavimento, sapendo che
ciascuno dei quattro piedini dello sgabello ha un’area di 10 cm 2
mg
80 kg · 9.8 m/s2
80 kg · 9.8 m/s2
F
= 1.96 · 105 P a
=
=
=
Ris.: P =
1
2
2
s
s
4 · 10 cm
40( 100 m)
Ris.: P = 4.9 · 105 P a = 4.9 · 105 (
60) Quanto vale la pressione esercitata da una forza di 10 N su una superficie di 8 cm 2 ?
F
10 N
10 N
Ris.: P =
=
=
= 12500P a = 0.125 atm
1
s
8 cm2
m)2
8( 100
61) Quanto vale la pressione esercitata da una colonna d’acqua di 20 cm
Ris.: P = dgh = 103 kg/m3 · 9.8 m/s2 · 0.2 m = 1960 P a = 0.0196 atm = 15 mmHg
62) Quanto vale la pressione assoluta a cui è sottoposto un subacqueo che si trovi ad una profondità di
10 m (considerando anche la pressione atmosferica)
Ris.: P = Po + dgh = 1 atm + 103 kg/m3 · 9.8 m/s2 · 10 m = 1 atm + 0.98 · 105 P a = 1.98 atm
63) Quale pressione (in mmHg) agisce alla base di una colonna di mercurio di altezza 10 cm?
Ris.: 10 cm di mercurio corrispondono 100 mm di mercurio, quindi esercitano una pressione
di 100 mmHg
64) Quanto vale (in P a ed in atm la pressione dell’esercizio precedente?
Ris.: 1P = 100 mmHg = 100 (133 P a) = 13300 P a = 0.133 atm
65) Una calza elastica esercita una pressione di 10 mmHg alla caviglia. Quanto vale la forza (in N )
esercitata su 1 cm2 di pelle?
1
m)2 = 0.13 N
Ris.: F = P S = 10 mmHg · 1 cm2 = 10 (133 P a) · 1(
100
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66) A quanti gradi K corrisponde la temperatura di 37o C?
Ris.: T (K) = T (o C) + 273 = 37 + 273 = 310 K
67) A quanti gradi centigradi corrisponde la temperatura di 300 K?
Ris.: T (o C) = T (K) − 273 = 300 − 273 = 27o C
68) Quanto vale la temperatura assoluta di ebollizione dell’acqua?
Ris.: Teboll (K) = Teboll (o C) + 273 = 100 + 273 = 373 K
69) Quanto vale la temperatura assoluta di fusione del ghiaccio?
Ris.: Tf us (K) = Tf us (o C) + 273 = 0 + 273 = 273 K
70) A quale differenza di temperatura corrisponde (nella scala Kelvin) una differenza di temperatura di
10o C?
Ris.: ∆Tass = (T2 ass − T1 ass ) = [(T2 C + 273) − (T1 C + 273)] = (T2 C − T1 C ) = 10 K
71) In un termometro ad alcol la colonnina di alcol è lunga 10.70 cm quanto la temperatura è di 0 o C ed
è lunga 22.85 cm quando la temperatura è di 100o C.
Quanto vale la temperatura quando la colonnina è lunga 16.70 cm?
Ris.: L(T ) − L(0o C) = K(T − 0C ), dove
o
o
L(100 C) − L(0 C)
22.85 − 10.70
K=
=
cm/o C = 0.1215 cm/0 C, quindi
100
100 o
L − L(0 C)
(16.70 − 10.70) cm
T =
=
= 55o C
K
0.1215 cm/o C
72) A quanti J corrispondono 20 Cal?
1
J = 4.78 kJ
Ris.: 20 Cal = 20000 cal = 20000 4.18
73) A quante Calorie corrispondono 20 kJ?
Ris.: 20 kJ = 20000 · 4.18 cal = 83600 cal = 83.6 Cal
74) Come vengono definiti il calore specifico e la capacità termica di un corpo?
Q
Cterm = csp m
m∆T
75) Trovare la quantità di calore (in Joule e in kilocalorie) necessaria per aumentare la temperatura di
650 g di acqua da 22o C a 85o C
Ris.: Q = m csp ∆T = 650 g · 1 cal/g o C · (85 − 22)C = 40.95 kcal = 40.95(4.18 kJ) = 171.2 kJ
Ris.: csp =
76) Di quanto aumenta la temperatura di 750 g di etanolo (calore specifico 2430 J/kg o C) se si fornisce una
quantità di calore pari a 35 kcal?
Ris.: ∆T = 80.27 o C
77) Determinare la capacità termica di un recipiente di alluminio di 350 g (calore specifico: 0.214 kcal/kg o C)
Ris.:
C = csp m = 350 g · 0.214 kcal/kg o C = 0.35 kg · 0.214 kcal/kg o C = 0.0749 kcal/o C = 74.9 cal/o C
78) Per aumentare la temperatura di 350 g di piombo da 0 o C a 20o C occorrono 880 J. Quanto vale il
calore specifico del piombo?
Q
880 J
1
Ris.: Csp =
=
= 0.125 J/g o C = 0.125(
cal)/g o C = 0.030 cal/g o C
o
m∆T
350 g · 20 C
4.18
79) 300 g di liquido vengono riscaldati fornendogli 1.5 Cal e la sua temperatura passa da 10 o C a 20o C.
Quanto vale il calore specifico?
Q
1.5 Cal
1500 cal
Ris.: csp =
=
=
= 0.5 cal/g o C
o
m∆T
300 g(20 − 10) C
300 g · 10o C
80) Di quanto aumenta la temperatura di 1 ` di acqua a cui vengono forniti sotto forma di calore 10 kJ?
Q
1
Ris.: ∆T =
; Q = 10 kJ = 10000
cal = 2390 cal;
m csp
4.18
m = dV = 1 g/cm3 · 1 ` = 1 g/cm3 · 1000c m3 = 1000 g; quindi
2390
Q
=
= 2.4o C
∆T =
o
m csp
1000 g 1 cal/g C
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81) Di quanto varia l’energia interna di un gas in una trasformazione in cui gli vengono fornite 5 Cal sotto
forma di calore mentre il gas copie un lavoro di 10 kJ
Ris.: ∆Eint = Q − Lsist = 5 Cal − 10 kJ = 5 · 4.18 kJ + 10 kJ = 30.9 kJ
82) Quanto calore è necesssario fornire a 10 ` di acqua per innalzarne la temperatura di 20 o C?
Ris.: Q = mcsp ∆T = (dV )csp ∆T = 10` · 1g/cm3 · 1 cal/g o C · 20o C =
10(1000cm3 ) · 1cal/g o C · 20o C = 200 kcal
83) Di quanto è variata l’energia interna dell’acqua nell’esercizio precedente?
Ris.: ∆Eint = Q − L = 200 kcal − 0 = 200 · 103 cal = 200 · 103 4.18 J = 836 kJ
84) 300 g di liquido vengono riscaldati fornendogli 1.5 Cal e la sua temperatura passa da 10 o C a 20o C.
Quanto vale il calore specifico?
Ris.: csp = 0.5 cal/g o C
85) In un calorimetro delle mescolanze vengono miscelati 100 g di acqua inizialmente a 18 o C e 30 g di olio
inizialmente alla temperatura di 30o C. La temperatuta finale della sospensione vale 25o C. Quanto
calore cede l’olio all’acqua?
acqua
acqua
= macqua cacqua
∆Tacqua = 100 g · 1 cal/g o C · (25 − 18)o C = 700 cal
Ris.: Qolio
sp
ced = Qass ; Qass
86) Quanto vale il calore specifico dell’olio?
Qolio
700 cal
ced
Ris.:
=
=
= 4.7 cal/g o C
o
molio ∆Tolio
30 g · (30 − 25) C
87) Un sasso di 0.4 kg cade da un’altezza di 1200 m su un contenitore contenente 2.5 kg di acqua. Di
quanto aumenta la temperatura dell’acqua?
Ris.: ∆Eint = Q − L = 0 − (−mgh) = 0.4 kg · 9.8 m/s2 · 1200 m = 4.7 kJ;
4.7 1/4.18
al
4.7 kJ
∆Eint
C
=
= 0.45o C
∆T =
o
csp m
2.5 kg · 1 Cal/kg C 2.5 kg · 1 Cal/kg o C
88) In un bicchiere si trovano 300 g di acqua e 100 g di ghiaccio (alla temperatura di 0 o C). Con un cucchiaio
si agita il contenuto del bicchiere finché 50 g di ghiaccio fondono. A quanto ammonta la variazione di
energia interna del sistema acqua ghiaccio? (calore latente di fusione del ghiaccio: λ = 80 cal/g)
Ris.: ∆Eint = Q − L = mf usa λ = 50 g · 80 cal/g = 4 Cal = 4(4.18 kJ) = 16.72 kJ
colio
sp
89) Un uomo di 80 kg sale una rampa di scale alta 10 m. Quanto vale il lavoro meccanico compiuto?
Quante calorie ha dissipato il suo organismo per compiere tale lavoro?
Ris.: Lmecc = mg∆H = 80 kg · 9.8 m/s2 · 10 m = 7.8 kJ; Q ≈ 10 · Lmecc = 78 kJ = 18.7 Cal
90) A quanti Coul corrispondono 1 mF arad?
Ris.: 1 mF arad = 10−3 F arad = 10−3 · 96400 C = 96.4 C
91) Quanto vale la carica che passa in 1 ms attraverso un filo percorso da una corrente di 0.03 A?
Ris.: Q = I∆t = 0.03 A · 1 ms = 0.03 A · 10−3 s = 3 · 10−5 C
92) Quanto vale la corrente che attraversa un conduttore attraverso il quale passano 0.5 F arad in 3 h?
Q
0.5 F arad
0.5 · 96400 C
Ris.: I =
=
=
= 4.5 A
∆t
3h
3 · 3600 s
93) Quanto vale il lavoro compiuto in 30 minuti da un motore elettrico ai cui capi c’è una ddp di 20 V
percorso da una corrente di 0.2 A?
Ris.: L = ∆V · Q = ∆V · (I · ∆t) = 20 V · 0.2 A · 30 min = 20 V · 0.2 A · 1800 s = 7.2 kJ
94) Quanto calore sviluppa in 10 minuti una stufa elettrica da 800 W att?
L
P ∆t
800 W · 10 min
800 J · 10 · 60 s
Ris.: Q =
=
=
=
= 115 kcal
4.18 J/cal
4.18 J/cal
4.18 J/cal
4.18 J/cal
95) Un bollitore elettrico viene utilizzato per scaldare 100 g di acqua dalla temperatura di 20 o C fino a
100o C. Quanto calore deve essere fornito all’acqua dal bollitore?
Ris.: Q = mcsp ∆T = 100 g cot 1 cal/g o C · (100 − 20)o C = 8000 cal
96) Quanto deve valere la potenza del bollitore per scaldare l’acqua in 2 minuti?
8000 cal
8000 · 4.18 J
L
=
=
= 280 W
Ris.: P =
∆t
2 min
2 · 60 s
Esercizi di fisica per Prof. Sanitarie
C.Patrignani, Univ. Genova (rev: 9 Ottobre 2003)
97) Quale carica attraversa il bollitore se la differenza di potenziale è di 12 V ?
L
Ris.: L = Q∆V ; Q = ∆V
= 8000 cal12 V =
8000·4.18 J
12 V
7
= 2780 C
98) Quanto vale la corrente che attraversa il bollitore?
2780 C
Q
=
= 23 A
∆t
120 s
99) Quanto lavoro compie in 1 h una corrente di 0.1 A attraverso una differenza di potenziale di 5 V ?
Ris.: L = ∆V · Q = ∆V · (I · ∆t) = 5 V · 0.1 A cdot1 h = 5 V · 0.1 A cdot3600 s = 1800 J
Ris.: I =
100) Quale carica attraversa in 10 minuti un conduttore percorso da una corrente di 10 mA?
Ris.: Q = I · ∆t = 10 mA · 10 min = 10 · 10−3 A · 10 · 60 s = 6 C
101) Quale corrente deve attraversare un motore che ha una ddp = 10 V per avere una potenza di 2 W ?
P
10 V
=
= 5A
Ris.: P = V I; quindi I =
V
2W
102) Quanto vale la differenza di potenziale ai capi di un motore, attraversato da una corrente di 1 A che
compie un lavoro di 1 kJ in 30 minuti?
L
L
1 kJ
1000 J
Ris.: V =
=
=
=
= 0.55 V
Q
I∆t
1 A · 30 min
1 A · 30 · 60 s
103) Una carica di Q=0.1 C attraversa una differenza di potenziale ∆V=-10 V. Quanto vale la sua variazione
di energia potenziale elettrica?
Ris.: ∆U = ∆V Q = 0.1 C · −10 V = −1 J