soluzione del compito di fisica del 16-12-2010

Corso di Fisica per il CdS in Scienze Biologiche – Appello straordinario 16 dicembre 2010
A.A. 2009/2010 – Prof.ssa Maria Pia De Pascale
Cognome e Nome: _________________________________________
E1) Una particella vibra di moto armonico semplice di ampiezza xo=2 mm e la sua accelerazione all’ estremo della traiettoria vale ao= 8 103 ms-2. Se l’ istante
iniziale è quello in cui la particella passa per il centro, determinare
A) la velocità della particella quando passa per il centro
X(t)=xo cos(ωt) ; a(t) = -xo ω2 cos(ωt)
V(0)= sqrt (xoao) = 4 m/s
B) Il periodo del moto
ω=sqrt(ao/xo) = 2000 rad/s
T= 2π/ω = 3.14 10-3 s
E2)
Un proiettile di piombo, avente velocità v = 200m/s, penetra in un blocco di legno e si ferma. La temperatura iniziale del proiettile vale 20 0C. (Il calore specifico del
piombo vale cp = 129, 8J/kgK)
A) Ammettendo che l’energia persa dal proiettile provochi un aumento di temperatura del proiettile, quanto vale la temperatura finale ?
Q = mcp∆T = Ecin = ½ mv2
∆T = v2 / 2cp = 154, 08K = 154, 08 oC
Tf = 20 + 154, 08 = 174, 08 oC
B) Quale dovrebbe essere la velocità del proiettile per aumentare la sua temperatura fino a raggiungere la temperatura di fusione del piombo (ossia 326, 85 0C)?
V2 = 2cpΔT
ΔT = 326,85 – 20 = 306,85 oC
V = sqrt(2cpΔT) = 282,23 m/s
E3) Un recipiente contiene gas perfetto a 27 oC che si espande a pressione costante fino a raggiungere un volume doppio di quello iniziale.
A)
Determinare la temperatura finale del gas.
PV1=nRT1 P2V1=nRT2
T2 = 2T1 = 600 K, (327 oC)
B)
Assumendo ora che il valore della pressione costante sia P= 104 Pa e che il lavoro dell’ espansione sia 103 J, calcolare il volume iniziale del gas.
L=PΔV= P(2V1-V1) = PV1
E
R
V1=L/P =10-1 m3
1A
1B
2A
2B
3A
3B
1)
Il prodotto scalare di due vettori a(ax,ay,az) e b(bx,by,bz) è:
1. axbx +ayby+azbz
2. axby + aybx + azbz
3. axbz + azbx + ayby
4. axbx + azby + aybz
2) Un proiettile, sparato ad un certo angolo θ rispetto all’ orizzontale, esplode ad un certo punto della sua traiettoria. Il suo centro di massa:
1. assume accelerazione nulla
2. si sposta verso il frammento di massa maggiore
3. prosegue la traiettoria parabolica
4. si sposta verso il frammento di massa minore
3) Per conoscere la forza esercitata sul pavimento di una stanza da un corpo appoggiato di peso 10 N, occorre conoscere:
1. niente altro
2. l’ area della superficie su cui poggia il corpo
3. l’ area della superficie su cui poggia il corpo e la posizione del suo centro di massa
4. la densità del corpo
4) Due corpi di uguale densità debbono necessariamente avere:
1. stessa massa
2. stesso volume
3. massa e volume inversamente proporzionali
4. massa e volume proporzionali
5) Due satelliti di massa una doppia dell’ altra ruotano intorno ad un pianeta con lo stesso periodo. Si può affermare che:
1. Il primo si trova ad un’ altezza doppia rispetto al secondo.
2. Non si può dire nulla se non è nota la massa del pianeta.
3. Il secondo si trova ad un’ altezza doppia rispetto al primo.
4. Si trovano alla stessa altezza.
6) In un liquido in condizioni statiche la pressione idrostatica NON dipende da:
1.
La densità del liquido
2.
La profondità a cui si misura la pressione
3.
La viscosità del liquido
4.
L’ accelerazione di gravità
7) Durante l’ espansione adiabatica e reversibile di un gas perfetto, il lavoro compiuto dal sistema è uguale:
1. Alla variazione di entropia del gas
2. alla quantità di calore assorbita dall’ ambiente
3. alla variazione dell’ energia cinetica totale delle molecole del gas
4. alla diminuzione dell’ energia potenziale intermolecolare .
8) Un gas subisce una trasformazione ciclica rappresentata nel piano P-V da un rettangolo avente i lati (P2-P1) >0 e (V2-V1) >0 paralleli agli assi. Il ciclo
viene percorso in senso orario. E’ vero che:
1. Il lavoro nella compressione è pari a P2V1-P2V2
2. Il lavoro nella compressione è pari a P1V1-P1V2
3. Il gas non ha ricevuto calore
4. L’ energia interna è aumentata
9) Nell’ urto anelastico di due corpi non soggetti a vincoli la quantità di moto del sistema da essi costituito:
1. Si trasforma completamente in calore
2. Si conserva solo se hanno massa uguale
3. Non si conserva
4. Si conserva
10) Quattro resistenze di 10 Ω, 20 Ω, 40 Ω e 40 Ω sono collegate in parallelo. La resistenza equivalente è:
1. 5 Ω
2. 0.2 Ω.
3. 110 Ω.
4. 20 Ω.
D
R
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10