Alcune tipologie di esercizi che potrebbero essere nella

Alcune tipologie di esercizi che potrebbero essere nella prova scritta
1. Un blocco di 200 g è appoggiato contro una molla su di un piano inclinato, privo di
attrito, con pendenza di 30° rispetto all’orizzontale. La molla di costante elastica
k=0.20 N/m è compressa di 25 cm ed è poi lasciata libera. Determinare quanto
lontano lungo il piano inclinato viene spinto il blocco.
2. Una macchina di Carnot funziona tra due termostati le cui temperature sono a
900°C e 25 °C. Per migliorare il rendimento della macchina si decide di variare di
40 K la temperatura del termostato caldo oppure freddo. Quale variazione produce
il maggiore rendimento?
3. Un protone si muove su un’orbita circolare di 80 cm di raggio perpendicolare ad
un campo magnetico uniforme di 0.5 T. Qual è il periodo di questo moto? Si trovi
la velocità del protone
3
3
4. In una cascata d’acqua alta 95 m, l’acqua scorre al ritmo di 1.4 10 m /s. Se la metà
dell’energia potenziale di questa acqua è convertita in energia elettrica, quanta
potenza elettrica è generata dalla cascata? Quanta energia elettrica è prodotta in un
giorno?
5. Un blocco di materiale sconosciuto pesa 5.0 N in aria e 4.55 N quando è immerso
in acqua. Qual è la densità del materiale?
6. Una macchina termica assorbe una quantità di calore pari a 100 J dalla sorgente
calda ed una quantità di calore pari a 60 J dalla sorgente fredda in ogni ciclo. a)
Qual è la sua efficienza? b) Se per compiere un ciclo occorrono 0.50 s, determinare
la potenza erogata dalla macchina.
7. Quanto tempo impiega un motore di 1750 W a far salire un massa di 335 kg da
terra fino ad un’altezza di 16 m. Se la massa è poi lasciata cadere con che velocità
arriva a terra? (Si trascuri l’attrito).
8. Uno sciatore di fondo
di massa 75 kg si sposta sulla neve su un terreno
orizzontale. Il coefficiente di attrito tra sci e neve è 0.20. Si assuma che tutta la
neve sotto gli sci si trovi a 0.0°C e che tutta l’energia interna generata dall’attrito
venga assorbita dalla neve. Quale distanza dovrà percorrere lo sciatore per
fondere 1 kg di neve? (Calore latente di fusione della neve Clf = 3.33·105 J/kg).
9. Un oggetto di massa m=10 kg è attaccato a una molla avente costante elastica
K=40 N/m e può oscillare senza attrito su un piano orizzontale. La massa è
spostata dalla posizione di equilibrio in modo da comprimere la molla di 2.0 cm; è
poi lasciata libera al tempo t=0, con velocità nulla. Quale sarà la velocità massima
che può raggiungere la massa? Se ne descriva il moto in funzione del tempo.
10.Una spira subisce in 1/100 di secondo una variazione del flusso concatenato da
0.020 a 0.0 Wb. Si calcoli la f.e.m. indotta nella spira e la corrente che fluisce in
essa sapendo che ha una resistenza di 150 Ω.
11.Un blocco di massa incognita è posto su di un piano orizzontale senza attrito e
collegato ad una molla di costante elastica 7.0 N/m. La massa viene spostata di 0.3
m dalla posizione di equilibrio ed oscilla di moto armonico semplice. Quando la
massa passa per la posizione di equilibrio la sua velocità è 0.30 m/s. Determinare
la massa del blocco ed il periodo del moto.
12.
Un fluido di densità 790 kg/m3 scorre in un tubo orizzontale con una portata
di 3.40·10-3 m3/s. Sapendo che il tubo si restringe da una sezione 1 di area
A1=1.20·10-3 m2 ad una sezione 2 di area A2=A1/3, si calcoli la differenza di
pressione tra la sezione 1 e la sezione 2.
13.
Una macchina termica assorbe una quantità di calore pari a 250 J al ciclo da
una sorgente a 150 °C e cede una quantità di calore pari a 200 J ad una sorgente di
10 °C. a) Qual è la sua efficienza? b) E’ una macchina termica reversibile?
Giustificare la risposta.
14.
Un’altalena è costituita da una tavola di lunghezza totale L=4.0 m
imperniata nel centro. Un ragazzo di massa mA = 28 kg è seduto ad una estremità
della tavola (punto A). Dove dovrebbe sedere un ragazzo di massa mB = 40 kg per
equilibrare l’altalena?
15.
Attraverso un condotto cilindrico orizzontale scorre dell’acqua con una
portata di 95 cm3/s. Sapendo che il condotto è composto da due sezioni con raggi
diversi, pari a 1.3 10-2 m e 4.0 ·10-3 m rispettivamente, si calcoli la velocità
dell’acqua nelle due sezioni.
16.
Una gocciolina di olio, di massa m, su cui è depositata una carica di -3.80 x
-19
10 C, è tenuta ferma in equilibrio tra due armature parallele orizzontali, poste ad
una distanza d, tra cui vi è una differenza di potenziale di 150 V. Quale dovrebbe
essere la carica depositata sulla stessa gocciolina se la differenza di potenziale tra
le armature fosse pari a 100 V?
17.
Un furgone di massa 2200 kg sta viaggiando alla velocità di 100 km/h. Se
tutta la sua energia cinetica potesse essere utilizzata per far scaldare 10 litri di
acqua alla temperatura di 10 °C a che temperatura arriverebbe l’acqua?
18.
Un corpo di massa m=1.1 kg è appeso ad una molla, di massa trascurabile e
di costante elastica 120 N/m appesa al soffitto. a) Si trovi l’allungamento della
molla rispetto alla sua lunghezza iniziale. b) Si determini la frequenza di
oscillazione del corpo quando viene spostato verticalmente dalla sua posizione di
equilibrio di 2.0 cm.
19.
Un pallone riempito con elio è utilizzato per sollevare 40 kg di carico ad
una altezza di 27 km dove la densità dell’aria è 0.035 kg/m3. Il pallone vuoto ha
massa di 15 kg e la densità dell’elio è 0.0051 kg/m3. Quanto vale il volume del
pallone? (Si trascuri il volume del carico).
20.
In un fulmine circa 15 C di carica fluiscono in un intervallo di tempo di 1.5 x
-3
10 s. Supponendo che il fulmine possa essere rappresentato come una corrente
rettilinea, quanto vale il modulo del campo magnetico ad una distanza di 25 m dal
fulmine?
21.
Un radionuclide ha un tempo di dimezzamento di 30 anni. Quale frazione
del nuclide, inizialmente puro, sarà rimasto dopo: a) 60 anni, b) 90 anni?
22.
Un blocco di massa pari a 70 kg è posto su un piano inclinato di 22° rispetto
all’orizzontale. Se il blocco viene lasciato scivolare da un punto del piano posto ad
un’altezza di 12 m rispetto alla base, quale sarà la sua velocità quando raggiunge
la base? (Si trascuri l’attrito)
23.
In ciascun ciclo una macchina termica ideale assorbe 360 J di calore e svolge
110 J di lavoro. Trovare: a) il rendimento della macchina, b) l’energia ceduta al
termostato freddo in ciascun ciclo e c) la temperatura del termostato freddo se la
temperatura del termostato caldo è 210 °C.
24.
Un atomo di elio due volte ionizzato, la cui massa è 6.6 x 10-27 kg, viene
accelerato da una tensione di 2400 V. Quale sarà il suo raggio di curvatura in un
campo magnetico uniforme di modulo 0.24 T.