esame_di_fisica_2016.01.25 - Dipartimento di Ingegneria e

Teoria: ________
Esercizi: _______
Quesiti: ________
Studente ____________________________________
Matricola ____________________________________
Anno di corso ________________________________
Esame Corso di Fisica – 25/01/2015
Corso di Laurea in Scienze Geologiche
Griglia quesiti risposta multipla
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a
b
c
d
Domande di Teoria a Risposta Aperta
(10 punti per domanda)
1. Spiegare come avviene il moto per rotolamento o per strisciamento di una
sfera di massa M e raggio R su un piano inclinato con e senza attrito.
Indicare, giustificando la risposta, se le velocità di arrivo alla base del piano
sono uguali o diverse nei due casi.
2. Enunciare e dimostrare il Teorema di Bernoulli. Indicare sotto quali condizioni
è applicabile. Spiegare invece cosa succede ad un fluido viscoso, a parità di
ogni altra condizione (sezione del condotto, dislivello tra le sezioni, portata).
3. Descrivere quali forze agiscono su una particella carica che entra in un
campo magnetico uniforme, la cui direzione forma un angolo di 45° con la
direzione di volo della particella stessa. Descriverne la traiettoria e calcolarne
gli elementi geometrici significativi.
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Problemi
(5 punti per ogni problema risolto completamente e correttamente)
ESERCIZIO 1
Un razzo sale verticalmente partendo da fermo, con un’accelerazione di 3,2 m/s 2 finché
finisce il carburante a 1200 m di altezza. Dopo questo punto, la sua accelerazione è quella
di gravità, verso il basso.
a) Qual è la velocità del razzo nel momento in cui finisce il carburante?
b) Quanto ci mette a raggiungere quel punto?
c) Quale massima altezza raggiunge il razzo?
d) Quanto tempo (totale) occorre per raggiungere la massima altezza?
e) Con quale velocità il razzo colpisce la Terra?
f) Per quanto tempo (totale) il razzo rimane in aria?
ESERCIZIO 2
3, è immersa in un recipiente
Una scatola,
pieno di acqua e fissata al fondo del recipiente tramite un filo inestensibile e di massa
trascurabile. Calcolare:
a) Il valore della tensione T del filo;
b) Il filo viene tagliato. La scatola impiega 3 secondi ad affiorare. Calcolare la velocità
con cui la scatola raggiunge la superficie dell’acqua;
c) Il volume della scatola emerso quando infine galleggia.
ESERCIZIO 3
Una spira quadrata di lato 24,0 cm ha la resistenza di 5,20 Ω. La spira viene posta
inizialmente in un piano normale a un campo magnetico di intensità 0,665 T.
Successivamente la spira viene rimossa dal campo e questa operazione richiede 40,0 ms.
Calcolate l’energia elettrica dissipata durante questo processo.
Domande a Risposta Multipla
(1 punto per ogni risposta corretta - 0.5 punti di penalizzazione per ogni risposta
sbagliata – vi è una sola risposta corretta per domanda)
1
Il periodo di oscillazione di un pendolo:
a)
b)
c)
d)
2
Per la seconda legge di Keplero si ha che:
a)
b)
c)
d)
3
0,00179 N∙s/m2
0,00322 N∙s/m2
0,0278 N∙s/m2
0,0134 N∙s/m2
Un condensatore da 2µF e uno da 4µF sono collegati in serie a una differenza di potenziale di 5V. Calcola la
carica sul condensatore da 4µF.
a)
b)
c)
d)
6
È sempre nullo
È positivo se il segno della carica è positivo
È tanto maggiore quanto maggiore è la velocità della carica
È massimo se la carica si muove con velocità perpendicolare alla direzione del campo
Un fluido scorre in un tubo di lunghezza 10 cm e di raggio 2 mm con velocità media di 1,5 m/s. La caduta di
pressione è di 967 Pa. Calcola la viscosità del fluido
a)
b)
c)
d)
5
La velocità della Terra aumenta quando questa, lungo la sua orbita, si avvicina al Sole
La velocità della Terra diminuisce quando questa, lungo la sua orbita, si avvicina al Sole
La velocità della Terra è costante lungo l’intera orbita
La Terra ruota intorno al Sole con un moto circolare uniforme
Una carica in moto in un campo magnetico risente della Forza di Lorentz. Il lavoro compiuto da tale forza:
a)
b)
c)
d)
4
Dipende dalla massa del corpo oscillante
Dipende dall’ampiezza dell’oscillazione
Non dipende dalla gravità
Cresce al crescere della lunghezza del filo del pendolo
2 mC
10,7 mC
4 mC
6,7 µC
Tre resistenze rispettivamente di 2,0 Ω, 6,0 Ω e 12 Ω, sono collegate in parallelo a una certa differenza di
potenziale. Se la corrente totale che circola nel circuito è di 2,0 A, qual è la differenza di potenziale applicata?
a) 6,0 V
b) 2,0 V
c) 2,7 V
d) 1,5 V
7
Trova il modulo della velocità di un elettrone che si muove perpendicolarmente a un campo magnetico di
2,2∙10-2 T, percorrendo una circonferenza di raggio 0,4 cm.
a)
b)
c)
d)
1,5∙10-3 m
2,2∙10-3 m
3,8∙10-4 m
3,9∙10-3 m
8
Comprimi adiabaticamente 3 moli di un gas ideale monoatomico alla temperatura di 300 K da un valore
iniziale di 70 l a un volume finale di 30 l. Calcola la pressione finale del gas.
a)
b)
c)
d)
9
Una matita lunga 23,6 cm appoggiata su un tavolo viene tenuta in equilibrio in posizione verticale. Quando
viene lasciata libera, si inclina e cade ruotando, con il punto di appoggio sul tavolo che rimane fermo.
Trattando la matita come un’asta uniforme, qual è la sua velocità angolare quando forma un angolo di 30°
con la verticale?
a)
b)
c)
d)
10
4,85 m/s2
1,66 m/s2
3,74 m/s2
2,39 m/s2
Un fluido incomprimibile scorre in un tubo che ha una variazione di diametro. Il fluido ha una velocità di 1,28
m/s in un punto in cui il diametro del tubo è 8 cm. Calcola qual è la velocità del fluido in un punto dove il tubo
ha diametro 4 cm.
a)
b)
c)
d)
14
10,4 rad/s
5,20 rad/s
3,43 rad/s
1,06 rad/s
Un astronauta è atterrato su un altro pianeta ed esegue un esperimento per determinare l’accelerazione di
gravità su quel pianeta. Egli utilizza un pendolo lungo 0,64 m e misura un periodo di oscillazione di 2,6 s.
Qual è l’accelerazione di gravità su quel pianeta?
a)
b)
c)
d)
13
Il bambino A
Il bambino B
Nessuno dei due: essi hanno la stessa velocità angolare
Non ci sono abbastanza informazioni per poter rispondere
La catena di una bicicletta applica un momento torcente di 0,850 N∙m alla ruota della bicicletta. Trattando la
ruota come un anello di massa 0,750 kg e di raggio 33,0 cm, qual è l’accelerazione della ruota?
a)
b)
c)
d)
12
3,56 rad/s
7,23 rad/s
4,09 rad/s
6,32 rad/s
Due bambini sono su una giostra. Il bambino A si trova a una distanza dall’asse di rotazione maggiore del
bambino B. Quale bambino ha la velocità angolare maggiore?
a)
b)
c)
d)
11
1,02 MPa
439 kPa
106 kPa
2,17 MPa
0,32 m/s
0,64 m/s
2,56 m/s
5,12 m/s
Un condensatore a facce piane e parallele ha fra le armature una differenza di potenziale di 80 V. Se la
carica sulle armature è +8µC. qual è l’energia elettrica immagazzinata in questo condensatore?
a)
b)
c)
d)
640∙10-6 J
320∙10-6 J
5∙10-8 J
6∙10-8 J
15
Un proiettile di piombo che si muove a 380 m/s si conficca in un blocco di legno. Se metà della sua energia
cinetica va nel riscaldamento del proiettile, qual è la variazione di temperatura del proiettile? Il calore
specifico del piombo è 128 J/(kg∙K).
a)
b)
c)
d)
94 K
126 K
188 K
282 K