Soluzione ai quiz di Fisica proposti all’esame di Fisica, Statistica e Informatica per Scienze Infermieristiche e
Fisica Medica per Ostetricia del 21/2/2005
N.B.: Le risposte esatte sono in rosso; ad ogni quiz segue una breve spiegazione.
1.
Se, per effetto di un’infezione, il volume degli eritrociti nel sangue di una persona aumenta del 50% rispetto al
normale, nell’analisi della VES (velocità di sedimentazione degli eritrociti) che valore verrà misurato?
(valore normale della VES = 7 mm/h; assumere che gli altri parametri coinvolti rimangano invariati rispetto ai
valori normali)
• 10.5 mm/h
• 14.0 mm/h
• 3.5 mm/h
Spiegazione: La VES è proporzionale al volume degli eritrociti (vedi appunti del corso), per cui se quest’ultimo
aumenta del 50% rispetto al normale, si avrà: VES = 7 mm/h + 50% (7 mm/h) = (7 + 3.5) mm/h = 10.5 mm/h
2.
Per effetto della legge di Bernoulli l’aneurisma di un’arteria causa, a livello della stessa:
• un aumento di pressione
• una diminuzione di pressione
• un aumento della temperatura del sangue
Spiegazione: a livello dell’aneurisma la sezione S dell’arteria si allarga, per cui la velocità v del sangue diminuisce (Q =
v S = costante). Inoltre, la legge di Bernoulli (per altezza h costante) ci dice che
p+
per cui, se v diminuisce, p deve aumentare.
3.
1 2
dv = costante
2
Se nel barometro di Torricelli si usasse l’acqua al posto del mercurio per misurare la pressione atmosferica, che
altezza raggiungerebbe la colonna di liquido? (patm = 105 N/m2, g = 10 m/s2)
• 10 metri
• 760 mm
• il barometro non può funzionare con l’acqua al posto del mercurio
Spiegazione: in teoria nulla impedisce di usare un qualsiasi liquido diverso dal mercurio per misurare la pressione
atmosferica con il barometro di Torricelli; ricordiamo che in esso la pressione atmosferica, che agisce sulla superficie
del liquido nel recipiente, è uguagliata dalla pressione dovuta al peso della colonna di liquido (vedi appunti del corso),
per cui:
patm = d ⋅ g ⋅ h
Se il liquido utilizzato fosse l’acqua (d = 1000 Kg/m3) si avrebbe: h =
4.
patm
105
=
= 10m
d ⋅ g 1000⋅10
Il lavoro è massimo se forza e spostamento:
• sono paralleli
• sono perpendicolari
• formano un angolo di 45°
Spiegazione: L = F ⋅ s⋅ cosθ , in cui θ è l’angolo formato dai vettori F ed s. Pertanto, L è massimo quando cosθ
assume il suo valore massimo ( = 1), il che avviene per θ = 0, cioè quando forza e spostamento sono paralleli.
5.
Un sistema termodinamico cede all'esterno una quantità di calore pari a 6000 J e, contemporaneamente, viene
compiuto dall'esterno su di esso un lavoro di uguale entità. L’energia interna del sistema:
• rimane invariata
• aumenta di 12000 J
• diminuisce di 12000 J
Spiegazione: dal I principio della termodinamica: ∆ U = Q − L = − 6000J − (− 6000J )= 0 (il calore ceduto dal
sistema è negativo, così come il lavoro fatto dall’esterno sul sistema)
6.
Il lavoro è uguale alla variazione di energia cinetica:
• sempre
• solo nei campi di forze conservative
• mai, perché è uguale alla variazione di energia potenziale
Spiegazione: L = ∆T sempre, cioè per qualsiasi forza, anche non conservativa (ad es. lavoro della forza d’attrito).
L = − ∆U ,
N.B.:
Nel
caso
delle
forze
conservative,
vale
anche
per
− ∆U = ∆ T ⇒ ∆T + ∆U = ∆ (T + U )= 0, da cui infine: T + U = costante.
7.
cui
Il calore latente di fusione di una certa sostanza è:
• L’energia che bisogna fornire all’unità di massa di quella sostanza per farla liquefare completamente
• Il calore totale assorbito da quella sostanza durante la liquefazione
• Il calore necessario per far aumentare la temperatura dell’unità di massa di quella sostanza da 0°C a 20°C
Spiegazione:
λ=
Q
calorie
; ad esempio per l’acqua: λ = 80
, cioè per far liquefare 1 g di ghiaccio bisogna
m
gramm o
fornirgli un calore (cioè un’energia) pari a 80 calorie.
8.
Un’ambulanza parte dal Pronto Soccorso per raggiungere un ferito che si trova a 5 Km di distanza. Durante il
tragitto, a causa del traffico, l’ambulanza è costretta a viaggiare a soli 30 Km/h per 2 minuti; se il malcapitato viene
raggiunto dopo 5 minuti dalla partenza, qual è la velocità media tenuta dell’ambulanza nel tempo in cui ha potuto
muoversi più velocemente?
• 80 Km/h
• 100 Km/h
• 120 Km/h
1
= (30 Km /h )⋅ (2 m in )= (30 Km /h )⋅ ( h)= 1Km ; s1 + s2 = 5 Km ⇒ s2 = 4 Km ;
30
s2 4 Km
4 Km
pertanto: v2 =
=
=
= 80 Km /h
t2 3 m in (1/20)h
Spiegazione: s1
9.
Quale delle seguenti affermazioni è sbagliata?
• la risultante di due forze mutuamente perpendicolari forma sempre un angolo di 45° con le prime due
• la risultante di due forze parallele è sempre parallela alle prime due
• la risultante di due forze mutuamente perpendicolari giace sempre nel piano formato dalle prime due
Spiegazione: l’angolo di cui sopra è di 45° solo se le due forze hanno modulo uguale:
r
F1
r
R
θ
F1 = F2
r
F2
θ = 45°
r
R
r
F1
θ
r
F2
F1 ≠ F2
θ ≠ 45°
10. Un corpo galleggia con 1/4 del suo volume immerso in acqua. Questo significa che:
• la densità dell’acqua è 4 volte quella del corpo
• la densità dell’acqua è 1/4 di quella del corpo
• il peso del corpo è 1/4 di quello dalla massa di acqua in cui è immerso
Spiegazione: se il corpo galleggia, la forza peso è controbilanciata dalla spinta di Archimede:
FArch. = m corpo ⋅ g ⇒ dH 2O ⋅ g/ ⋅ Vim m erso = dcorpo ⋅ g
/ ⋅ Vcorpo ⇒ dH 2O ⋅
e quindi: dH O
2
= 4⋅ dcorpo
Vcorpo
4
= dcorpo ⋅ Vcorpo
11. In termini di unità di misura fondamentali del S.I., la pressione si misura in
• Kg m-1 s-2
• Kg m s-1
• Kg2 m s-2
Spiegazione: pressione =
Kg ⋅ m ⋅ s− 2
m
2
forza
massa ⋅ accelerazione
; quindi le unità di misura saranno:
=
superficie
superficie
= Kg ⋅ m − 1 ⋅ s− 2
12. Quando cessa istantaneamente l'azione di qualunque forza su un corpo:
• il corpo prosegue con moto rettilineo uniforme
• il corpo si arresta
• il corpo decelera fino a ritornare alla velocità iniziale
r
Spiegazione: dal II principio della dinamica: F
r
∆vr
r
r
r
= m ⋅a= m
; se F = 0 si ha ∆ v = 0, cioè v = costante.
∆t
