Facoltà di Farmacia e Medicina - A. A. 2016-2017
10 aprile 2017 – Scritto di Fisica per Farmacia
Nome :
Cognome :
Matricola :
Corso di Laurea :
Orale in questo appello : 2 si
2 no
Canale :
Libro di testo :
Esercizio 1.
Un blocchetto di massa m = 300 g è posto sopra una tavola di massa m = 1.5 kg a sua volta
appoggiata su di una superficie perfettamente liscia. Blocchetto e tavola sono in quiete quando una
forza di 10 N e direzione orizzontale viene applicata sulla tavola. Determinare:
a) nell’ipotesi in cui anche tra blocchetto e tavola non ci sia attrito µd1 = 0.0 l’accelerazione del
blocchetto a1 ;
b) nell’ipotesi in cui tra il blocchetto e la tavola ci sia invece attrito con un coefficiente di attrito
dinamico µd2 = 0.25, l’accelerazione del blocchetto a2
c) nell’ipotesi l’accelerazione del blocchetto a3 sia la metà di quella della tavola, determinare il
coefficiente di attrito dinamico µd3
Esercizio 2.
Un cassetto frigorifero ha uno sportello largo 70 cm e alto 20 cm. Il cassetto è aperto e, dopo
qualche minuto, quando la temperatura dell’aria al suo interno ha raggiunto l’equilibrio con quella di
20.0o C dell’ambiente viene chiuso. Successivamente per riaprire il cassetto, a causa del raffreddamento
dell’aria all’interno, si deve applicare una forza su un gancio collegato allo sportello. A questo gancio
è collegata una molla che in questa operazione si allunga di eq∆x = 1.3 cm. La molla ha costante
elastica k = 50 · 103 N/m. Calcolare la pressione e la temperatura dell’aria nel cassetto subito prima
della sua riapertura, nell’approssimazione di gas ideale e assumendo che non vi siano infiltrazioni d’aria
dall’esterno nel cassetto.
Esercizio 3.
Due cariche uguali Q = +20 nC sono poste ai vertici di un triangolo isoscele di base b = 70 cm
e altezza h = 1.2 m. Nel terzo vertice, quello opposto alla base, si trova una carica q = −3 nC.
Determinare:
a) direzione, verso e intensità della forza totale agente sulla carica q;
b) direzione, verso e intensità del campo elettrico agente su q;
c) il lavoro compiuto dal campo elettrico associato alle due cariche Q se la carica q viene portata
nel punto centrale della base del triangolo.
Avvertenze :
- consegnate questo foglio unitamente alla bella copia (foglio intestato)
- Per la brutta copia si debbono usare SOLTANTO i fogli consegnati da noi.
- Nel caso non si faccia in tempo a copiare TUTTO (passaggi e risultati) in bella copia, si può
consegnare anche la brutta copia, riportando nome e cognome, ed evidenziando le parti da correggere.
Soluzioni scritto di Fisica del 10-04-2017 Farmacia
Soluzione Esercizio 1
a) In assenza di attrito, le uniche forze che agiscono sul blocchetto sono la forza peso e la
reazione vincolare n della tavola sul blocchetto; la forza risultante è quindi nulla cosı̀ come
l’accelerazione.
b) La forza risultante che agisce sul blocchetto è pari alla forza di attrito esercitata dalla tavola
fa = µd · n = µd · mg. L’accelerazione vale quindi am = µd · g = 2.45 m/s2
c) Anche per la tavola la componente verticale della risultante delle forze applicate è nulla; la
componente orizzontale vale F − µd · mg dove la forza di attrito applicata dal blocchetto alla
tavola è , per il principio di azione e reazione, l’opposto della forza del punto precedente. Si ha
quindi:
d ·mg)
am = µd · g = aM /2 = (F −µ
2M
µd = F/(g · (2M + m)) = 0.309
Soluzione Esercizio 2
La forza elastica F = −k · ∆x deve bilanciare la forza di richiamo data dalla differenza di
pressione esercitata sullo sportello del cassetto ∆p·S = (pint. −pest. )·l·h con l e h rispettivamente
larghezza e altezza del cassetto. Essendo la pressione esterna pari alla pressione atmosferica:
pint. = pest. − k · ∆x/(l · h) = 96670 Pa = 0.954 atm
La trasformazione dell’aria nel cassetto frigorifero è a volume e numero di moli costanti quindi,
nell’approssimazione di gas perfetto, la temperatura finale è Tf = Ti · pf /pi , dove la pressione
all’inizio della trasformazione, cioè subito dopo la chiusura del cassetto, è ancora uguale alla
pressione atmosferica.
Tf = 6.6o C.
Soluzione Esercizio 3
q
a) La distanza tra la carica q e le due cariche Q è d = (b/2)2 + h2 = 1.25 m. Sulla carica q
agiscono due forze di uguale intensità e dirette ognuna verso una carica Q. La risultante delle
due forze è diretta per simmetria verso il centro della base del triangolo e vale:
F = 2 k Q q h/d3 = 6.63 · 10−7 N
b) Il campo elettrico nella posizione occupata da q è diretto verso l’alto, in direzione opposta
alla base, e ha intensità E = F/q = 221 N/C.
c) Il lavoro del campo elettrico è pari al prodotto (cambiato di segno) tra la carica q e la
differenza di potenziale ∆V :
∆V = Vf − Vi = 2 k Q/(b/2) − 2 k Q/d = 740 V
L = −q ∆V = 2.22 µJ
Il lavoro può essere calcolato anche integrando la forza elettrostatica per lo spostamento tra
x = h e x = 0, operando la sostituzione t = x2 + b2 /4.
