Compito con risultati

16/9/2013 - Fisica con esercitazioni
nome……………………..
cognome…………………
matricola…………………
1) Una mela viene lanciata verticalmente verso l’alto con una velocità di 6 m/s. Dopo t=1 s un
arciere (distante 20 m) scocca una freccia ad una velocità di 20 m/s in modulo e con una direzione
di 30° inclinata rispetto ad una retta orizzontale. Calcolando il moto dei due oggetti, dite se
l’arciere colpirà la mela. Assumete che le altezze iniziali dei due corpi siano le stesse. [R: No]
2) Un oggetto di massa M=20 kg viene trascinato lungo uno scivolo verso l’alto in modo che la sua
velocità sia mantenuta costante. Lo scivolo ha una altezza massima di 2 m ed è inclinato di 30°
rispetto al piano orizzontale. Calcolate la forza necessaria F (parallela al piano) in due casi:
a) in assenza di attrito;
b) in presenza di un attrito dinamico con coefficiente di 0.3.
Solo per il secondo caso, calcolate il lavoro d tutte le forze per portare la massa in alto sullo scivolo
e discutete il risultato in termini del lavoro totale. [a) F=98 N; b) F=149 N; Ltot=0, LF=596 J, LFp=392 J, LFa=-204 J]
3) Descrivere il moto di un oggetto di massa m=10 kg e volume pari a V=5 dm3 all’interno di una
vasca piena di acqua e profonda h=1 m rispetto al punto in cui il corpo viene lasciato libero.
Calcolare in particolare l’accelerazione del corpo e il tempo complessivo di movimento. Quando il
corpo si è finalmente fermato sul fondo indicare (e calcolare) le forze agenti su di esso. [a=-4.9
m/s2, t=0.63 s, N=49 N]
4) In un ciclo di Carnot (due trasformazioni isoterme alternate a due adiabatiche), l’espansione
isoterma di una mole di gas perfetto monoatomico avviene a 227 °C e la compressione isoterma a
127 °C. Disegnare il ciclo in un piano PV e, sapendo che durante l’espansione il gas assorbe 478,5
calorie, calcolare:
a) il lavoro fatto dal gas durante l’espansione isoterma;
b) il calore ceduto dal gas durante la compressione isoterma.
[LAB= QAB 2000 J, QCD=LCD=-1600 J, Ltot=400 J, Rendimento=1/5]
5) Progettate un sistema elettrostatico formato da due cariche puntiformi (q1=1 mC e q2=-5 mC)
fisse in cui vi sia almeno un punto di campo elettrico nullo e determinare la posizione di tale punto.
Calcolare l’energia potenziale del sistema di cariche così ideato.
[r=(d/4)(1±√5); U=k q1q2/d]
q1
q2
E=0
r
d