cms condensatori non polarizzati

C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Prova scritta di Fisica Applicata – 3 giugno 2008
1) Un sughero ha la densità di 200 kg/m3. Si trovi la frazione del suo volume che è immersa
quando esso galleggia nell’acqua.
2) Un elettrone si trova ad una distanza di 1 Å da un protone (q=1.6×10-19 C). Calcolare il
lavoro compiuto per portare l’elettrone all’infinito.
3) Una sorgente monocromatica verde (λ=550 nm), illumina due strette fenditure parallele,
distanti tra loro 7.7 µm. Si calcoli la deviazione angolare della frangia del terzo ordine
(m=3).
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4) Una mole di gas perfetto monoatomico si trova alla temperatura di 273 K ed ad una
pressione di 1 atm. Si trovino l’energia interna iniziale, l’energia interna finale ed il lavoro
compiuto dal gas, se gli si forniscono 500 J di calore (a) a pressione costante e (b) a volume
costante.
5) Si consideri un condensatore C che stia scaricandosi
attraverso un resistore R come in figura.
(a) Dopo quante costanti di tempo la carica del condensatore
scenderà a metà del suo valore iniziale?
(b)L’energia immagazzinata nel condensatore decresce
durante la sua scarica. Dopo quante costanti di tempo l’energia immagazzinata scenderà a
metà del suo valore iniziale?
6) Uno specchio concavo per radersi la barba ha un raggio di curvatura di 35.0 cm ed è
collocato in modo che l’immagine (diritta) del viso sia ingrandita di 2.5 volte. (a) A che
distanza si trova dal viso? (b) Ricavare l’immagine mediante tracciamento dei raggi.
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Recupero I prova in itinere di Fisica Applicata – 3 giugno 2008
1) Un grande serbatoio di acqua ha un forellino posto ad una distanza h=50 cm dalla sua
superficie superiore. Si trovi la velocità dell'acqua che sgorga dal foro.
2) Un sughero ha la densità di 200 kg/m3. Si trovi la frazione del suo volume che è immersa
quando esso galleggia nell’acqua.
3) Tre litri di gas perfetto sono alla pressione di 2 atm. Essi vengono riscaldati in modo da
espandersi a pressione costante fino al volume di 5 l. Si trovi il lavoro compiuto dal gas.
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4) Una fontana progettata per spruzzare un getto d’acqua alto 12 m in aria ha una strozzatura di
1 cm di diametro a livello del suolo. La pompa dell’acqua è posta a 3 m sotto il suolo. Il
tubo che collega la pompa alla fontana ha un diametro di 2 cm. Si trovi la pressione della
pompa (trascurare la viscosità dell’acqua).
5) Una mole di gas perfetto monoatomico si trova alla temperatura di 273 K ed ad una
pressione di 1 atm. Si trovino l’energia interna iniziale, l’energia interna finale ed il lavoro
compiuto dal gas, se gli si forniscono 500 J di calore (a) a pressione costante e (b) a volume
costante.
6) La densità relativa dell’oro è 19.3. Se una corona di oro puro pesa 8 N in aria, qual è il suo
peso quando è immersa in acqua?
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Recupero II prova in itinere di Fisica Applicata – 3 giugno 2008
1) La potenza massima che una resistenza di 100 Ω può dissipare è Pmax=0.25 W. Qual è la
massima tensione Vmax, che può essere applicata ai suoi capi, senza che essa si bruci?
2) Un elettrone si trova ad una distanza di 1 Å da un protone (q=1.6×10-19 C). Calcolare il
lavoro compiuto per portare l’elettrone all’infinito.
3) Un condensatore vuoto ha una capacità di 10 pF. Se lo si riempie con materiale avente
costante dielettrica relativa εr=2.5, quale sarà il nuovo valore della capacità?
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4) Si consideri un condensatore C che stia scaricandosi
attraverso un resistore R come in figura.
(a) Dopo quante costanti di tempo la carica del condensatore
scenderà a metà del suo valore iniziale?
(b)L’energia immagazzinata nel condensatore decresce
durante la sua scarica. Dopo quante costanti di tempo l’energia immagazzinata scenderà a
metà del suo valore iniziale?
5) Il costo dell’elettricità è di circa 0.125 €/kWh. Per questo prezzo unitario calcolare il costo
per (a) una lampada da 40.0 W dimenticata accesa per due settimane, (b) l’uso per tre minuti
di un tostapane di 970 W, e (c) il lavaggio di un carico di vestiti per 40.0 min in una
lavatrice da 5200 W.
6) Un dipolo con momento p=1.7×10-30 C·m forma un angolo θin=45° con un campo elettrico
uniforme di modulo E=1010 V/m. Se esso viene rilasciato da fermo in questa posizione,
quale sarà la sua energia cinetica quando si troverà nella posizione θ=0°?
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Recupero III prova in itinere di Fisica Applicata – 3 giugno 2008
1) Si consideri una spira quadrata di lato l=1 cm - parallela al piano del foglio - percorsa dalla
corrente di 1 A circolante in verso antiorario. Si determini modulo, direzione e verso del
momento magnetico associato alla spira.
2) Un protone si muove lungo un’orbita circolare di raggio 14.0 cm in un campo magnetico
uniforme di 0.350 T perpendicolare alla velocità del protone. Trovare il modulo della
velocità del protone.
3) Una sorgente monocromatica verde (λ=550 nm), illumina due strette fenditure parallele,
distanti tra loro 7.7 µm. Si calcoli la deviazione angolare della frangia del terzo ordine
(m=3).
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4) Un campo magnetico non uniforme esercita una forza risultante
su un dipolo magnetico. Un intenso magnete è posto al di sotto
di un anello conduttore di raggio r=1 cm, orizzontale, percorso
dalla corrente I=1 A, come mostrato in figura. Se il campo
magnetico B, di modulo 0.5 T, forma un angolo θ=30° rispetto
alla verticale nei punti in cui è posto l’anello, quali sono la
direzione e il modulo della forza risultante sull’anello?
5) Due lunghi fili paralleli rettilinei, distanti 0.75 cm l’uno dall’altro,
sono perpendicolari al piano della pagina come in figura. Il filo 1 è
percorso da una corrente di 6.5 A in verso entrante. Che corrente
(intensità e verso) deve scorrere nel filo 2 affinché il campo
magnetico in P sia nullo?
6) Uno specchio concavo per radersi la barba ha un raggio di curvatura di 35.0 cm ed è
collocato in modo che l’immagine (diritta) del viso sia ingrandita di 2.5 volte. (a) A che
distanza si trova dal viso? (b) Ricavare l’immagine mediante tracciamento dei raggi.
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
III prova in itinere di Fisica Applicata – 27 maggio 2008
1) Si consideri una spira quadrata di lato l=1 cm - parallela al piano del foglio - percorsa dalla
corrente di 1 A circolante in verso antiorario. Si determini modulo, direzione e verso del
momento magnetico associato alla spira.
2) Trovare l’angolo limite per la superficie acqua-aria se l’indice di rifrazione dell’acqua è
1.33.
3) Una luce polarizzata linearmente incide su un polaroid avente l’asse di trasmissione che
forma un angolo di 30.0° con la direzione di polarizzazione del campo elettrico. Quale
frazione dell’intensità del fascio incidente sarà trasmessa?
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4) Due fili conduttori paralleli, posti a distanza a=10.0 cm, sono percorsi da correnti aventi lo
stesso verso. Se I1=5.00 A e I2=8.00 A, qual è la forza per unità di lunghezza esercitata da
ciascun conduttore sull’altro? (µ0=4π×10-7 T·m/A)
5) L’interruttore S del circuito in figura, nel quale la forza elettromotrice è 6.00 V, L=8.00 mH
e R=4.00 Ω, viene chiuso ad un certo istante. In condizioni di
regime ( t → ∞ ) determinare: (a) il valore della corrente che
circola nel circuito e (b) l’energia magnetica immagazzinata nella
bobina. (c) Spiegare da un punto di vista fisico il significato della
condizione t → ∞ .
6) Una bolla di sapone (n=1.33) fluttua in aria. Se lo spessore della bolla è 115 nm, qual è la
lunghezza d’onda della luce che è più fortemente riflessa?
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
II prova in itinere – 22 aprile 2008
1) Si trovi il modulo del campo elettrico prodotto da una carica puntiforme di -0.02 µC ad una
distanza di 2 cm. [1/(4πε0)=9.0×109 N⋅m2⋅C-2]
2) Esprimere il valore della carica contenuta in una batteria da 1 A⋅h (Ampere Ora) nell’unità
propria del SI (sistema internazionale).
3) Un condensatore vuoto ha una capacità di 10 pF. Se lo si riempie con materiale avente
costante dielettrica relativa εr=3, quale sarà il nuovo valore della capacità?
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4) Un dipolo con momento p=1.7×10-30 C·m forma un angolo θin=90° con un campo elettrico
uniforme di modulo E=1010 V/m. Se esso viene rilasciato da fermo in questa posizione,
quale sarà la sua energia cinetica quando si troverà nella posizione θ=0°?
5) Si consideri il circuito in figura. Si determini la potenza
erogata dalla batteria assumendo
=5.0 V (batteria ideale),
R1=2.0 Ω, R2=4.0 Ω e R3=6.0 Ω (si trascuri la resistenza
interna dell’amperometro).
6) Un condensatore di 20 pF è caricato a 3.0 kV ed è poi staccato e collegato in parallelo ad un
condensatore di 50 pF inizialmente scarico. (a) Si determini la nuova carica presente in
ciascun condensatore? (b) Si trovi l’energia iniziale immagazzinata nel condensatore di 20
pF e l’energia finale immagazzinata nei due condensatori. Nel collegare i due condensatori
l’energia elettrostatica totale aumenta o diminuisce? (c) Risolvere lo stesso esercizio
supponendo il secondo condensatore inizialmente carico con (∆V)2=1 kV.
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Corso di Fisica Applicata (I prova in itinere – 31 marzo 2008)
1) Una donna di 50.0 kg sta in equilibrio su un solo tacco a spillo. Se il tacco è circolare di
raggio r=0.5 cm, qual è la pressione esercitata sul pavimento?
2) Quanto calore occorre sottrarre a 100 g di acqua a 30 °C perché la sua temperatura diventi
10 °C? [cacqua=1 cal/(g⋅°C)]
3) In ciascun ciclo una macchina termica assorbe 360 J di calore e svolge 25.0 J di lavoro.
Trovare (a) l’energia ceduta al termostato freddo in ciascun ciclo e (b) il rendimento della
macchina.
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4) Una zattera quadrata di lato L=2 m e spessore 20 cm è costituita da un materiale la cui
densità è ρ=0.5ρH2O. (a) Calcolare l’altezza della parte della zattera emergente dall’acqua.
(b) Determinare la massa del corpo che occorre appoggiare sulla zattera perché questa inizi
ad affondare (cioè la frazione emersa sia pari a zero).
5) Un gas compie la trasformazione ciclica mostrata nella
figura a destra. (a) Trovare l’energia termica netta, il
calore ed il lavoro netto scambiati dal sistema in un
ciclo completo. (b) Se il ciclo viene percorso in verso
opposto, cioè la trasformazione procede lungo ACBA,
quali sono i valori delle quantità calcolate nel punto
(a)?
6) Calcolare l’aumento di entropia dell’Universo quando si aggiungono 20 g di caffé a 60 °C a
100 g di latte a 20 °C. Si assuma che i due calori specifici siano pari a 4.20 J/(g⋅°C).
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Prova scritta di Fisica Applicata – 26 febbraio 2008
1) Quanto calore occorre trasferire a 1 l di acqua per portare la sua temperatura da 20 °C a 50
°C?
2) Descrivere la posizione di equilibrio di un dipolo elettrico posto in una regione nella quale è
presente un campo elettrico uniforme.
3) Un fascio di luce di lunghezza d’onda 550 nm che si propaga in aria incide su una lastra di
materiale trasparente. Il fascio incidente forma un angolo di 40.0° con la normale, ed il
fascio rifratto forma un angolo di 26.0° con la normale. Trovare l’indice di rifrazione del
materiale.
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4) La temperatura bassa in un ciclo di Carnet è 300 K. Qual è la temperatura alta se il
rendimento del ciclo è il 30.0%?
5) Si determini la potenza dissipata nella resistenza R2
assumendo che l’amperometro A sia ideale (resistenza
interna nulla). [ =5.0 V (batteria ideale), R1=2.0 Ω, R2=4.0
Ω e R3=6.0 Ω].
6) L’interruttore S del circuito in figura, nel quale la forza elettromotrice è 6.00 V, L=8.00 mH
e R=4.00 Ω, viene chiuso ad un certo istante. (a) Qual è il valore
della corrente a regime? (b) Qual è la costante di tempo induttiva
del circuito? (c) Quanto tempo deve trascorrere perché la
corrente raggiunga un valore che sia l’80% di quello di regime?
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Corso di Fisica Applicata (I prova in itinere – 26 marzo 2007)
1) Trovare l’altezza che deve avere una colonna d’acqua perché alla sua base vi sia una
pressione di 1 atm=760 mmHg. (densità dell’acqua = 1 g/cm3 e densità del mercurio = 13.6
1 g/cm3)
2) Quanto calore occorre sottrarre a 100 g di acqua a 0 °C perché solidifichi?(Lf=3.33×105
J/kg)
3) Una macchina a vapore ha un bollitore che opera a 500 K. Il calore trasforma l’acqua in
vapore che fa funzionare il pistone. La temperatura di scarico è quella dell’aria esterna, circa
300 K. Qual è il massimo rendimento di questa macchina a vapore?
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4) Una molla leggera di costante elastica k=90.0 N/m è ferma
verticalmente su un tavolo (v. figura). Un pallone di 2 g riempito di
elio per un volume di 5.00 m3 è collegato alla molla, causando il suo
allungamento.
Determinare
la
lunghezza
dell’espansione
L
corrispondente al pallone in equilibrio. (densità dell’elio = 0.180
kg/m3, densità dell’aria = 1.29 kg/m3)
5) Un campione di 0.203 mol di gas perfetto monoatomico occupa 5.00 L a pressione
atmosferica (punto A della figura) e compie il ciclo rappresentato
in figura dove il tratto BC rappresenta una trasformazione
isotermica. [1 atm = 1.013×105 Pa, R=8.315 J/(mol⋅K)]
(a) Trovare TA, TB e TC.
(b) Trovare l’energia interna nei punti A, B e C.
(c) Trovare Q, W e ∆Eint per ciascun tratto (AB, BC e CA) del
ciclo.
6) Calcolare l’aumento di entropia dell’Universo quando si aggiungono 20 g di caffé a 60 °C a
100 g di latte a 20 °C. Si assuma che i due calori specifici siano pari a 4.20 J/(g⋅°C).
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Prova scritta di Fisica Applicata – 25 luglio 2007
1) Calcolare la differenza di pressione sanguigna tra il cervello ed i piedi di una persona alta
1.83 m. La densità del sangue è 1.06 g/cm3.
2) Un resistore di 100 Ω può dissipare una potenza massima Pmax=0.25 W. Qual è la massima
tensione che può essere applicata ai suoi capi senza danneggiarlo?
3) Qual è la lunghezza d’onda ed il periodo di un’onda elettromagnetica di frequenza 40.0
MHz che si propaga nel vuoto? (c=3.0×108 m/s).
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4) Un forno a microonde di 500 W è usato per riscaldare 250 ml di acqua. Quanto impiega per
riscaldare l’acqua da 20 °C a 90 °C? (1 cal = 4.186 J)
5) L’interruttore S del circuito in figura, nel quale la forza elettromotrice è 6.00 V, L=8.00 mH
e R=4.00 Ω, viene chiuso ad un certo istante. (a) Qual è il valore
della corrente a regime? (b) Qual è la costante di tempo induttiva
del circuito? (c) Quanto tempo deve trascorrere perché la
corrente raggiunga un valore che sia l’80% di quello di regime?
6) Il pittore impressionista Georges Seraut creò dei quadri con un enorme numero di punti di
colore puro di circa 2.00 mm di diametro. L’idea era di avere colori tipo il rosso ed il verde
così vicini uno all’altro da formare una tela scintillante. Adottando il criterio di Rayleigh,
calcolare la distanza minima oltre la quale i singoli puntini non sono più distinguibili. (Si
assuma λ=500 nm ed un diametro della pupilla dell’occhio di 4.00 mm).
Corso di Laurea in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Prova scritta di Fisica Applicata (28-2-2007)
1) Qual è il rendimento di una macchina ideale che opera tra due sorgenti a temperatura
T1=850 K e T2=300 K?
2) Calcolare la potenza dissipata in una resistenza di 10 Ω quando ai suoi capi vi è una tensione
di 50 V.
3) L’occhio è più sensibile alla luce che ha una lunghezza d’onda di 5.50×10-7 m, che sta nella
regione giallo-verde dello spettro delle onde elettromagnetiche. Qual è la frequenza di
questa radiazione?
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4) Un gas perfetto inizialmente a pressione Pi, volume Vi e
temperatura Ti descrive il ciclo descritto in figura a destra. (a)
Trovare il lavoro complessivo compiuto dal gas per ciclo. (b)
Quanto è il calore netto assorbito dal sistema per ciclo? (c)
Ottenere un valore numerico per il lavoro complessivo svolto
per ciclo, per una mole di gas inizialmente a 0 °C.
5) Il costo dell’elettricità è di circa 0.125 €/kWh. Per questo prezzo unitario calcolare il costo
per (a) una lampada da 40.0 W dimenticata accesa per due settimane, (b) l’uso per tre minuti
di un tostapane di 970 W, e (c) il lavaggio di un carico di vestiti per 40.0 min in una
lavatrice da 5200 W.
6) Uno specchio concavo per radersi la barba ha un raggio di curvatura di 35.0 cm ed è
collocato in modo che l’immagine (diritta) del viso sia ingrandita di 2.5 volte. (a) A che
distanza si trova dal viso? (b) Ricavare l’immagine mediante tracciamento dei raggi.
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Prova scritta di Fisica Applicata – 15 giugno 2007
1) Trovare l’altezza che deve avere una colonna d’acqua perché alla sua base vi sia una
pressione di 1 atm=760 mmHg. (densità dell’acqua = 1 g/cm3 e densità del mercurio = 13.6
1 g/cm3)
2) Quanto vale l’energia immagazzinata in un condensatore caricato a 20 V se la sua capacità è
di 100 nF?
3) L’occhio è più sensibile alla luce che ha una lunghezza d’onda di 5.50×10-7 m, che sta nella
regione giallo-verde dello spettro delle onde elettromagnetiche. Qual è la frequenza di
questa radiazione?
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4) Calcolare l’aumento di entropia dell’Universo quando si aggiungono 20 g di caffé a 60 °C a
100 g di latte a 20 °C. Si assuma che i due calori specifici siano pari a 4.20 J/(g⋅°C).
5) Si determini che valore indicherà l’amperometro del circuito
in figura, quando
=5.0 V (batteria ideale), R1=2.0 Ω,
R2=4.0 Ω e R3=6.0 Ω.
6) Si consideri il dispositivo mostrato in figura. Si assuma R=6.00 Ω,
l=1.20 m ed un campo magnetico uniforme di 2.50 T diretto verso
la pagina. A quale velocità deve muoversi la sbarretta per produrre
una corrente di 0.500 A nel resistore?.
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Prova scritta di Fisica Applicata – 18 settembre 2007
1) Determinare la pressione relativa all’atmosfera sul fondo di un lago la cui profondità è 30.0
m. (densità dell’acqua = 1 g/cm3)
2) Descrivere la posizione di equilibrio di una spira circolare percorsa da corrente posta in una
regione nella quale è presente un campo magnetico uniforme.
3) Un impulso radar ritorna al ricevitore dopo un intervallo di tempo, dalla partenza, di
4.00×10-4s. Quanto è distante l’oggetto che riflette l’onda?
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4) Con quale velocità tu personalmente fai aumentare l’entropia dell’universo in questo
momento stando seduto/a? Assumi per il metabolismo un consumo di 2500 kcal/giorno ed
una temperatura della stanza di 25 °C. (1 cal = 4.186 J)
5) Si determini la potenza dissipata nella resistenza R1
assumendo che l’amperometro A sia ideale (resistenza
interna nulla). [ =5.0 V (batteria ideale), R1=2.0 Ω, R2=4.0
Ω e R3=6.0 Ω].
6) Il diametro dell’immagine della monetina in figura è il doppio del
diametro della monetina stessa, e si trova a 2.84 cm dalla lente.
Determinare la focale della lente.
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
II prova in itinere – 7 maggio 2007
1) Trovare il campo elettrico che tiene legato l’elettrone al protone nell’atomo di idrogeno
supponendo che la loro distanza sia 0.5×10-10 m.[1/(4πε0)=9.0×109 N⋅m2⋅C-2, e=1.6×10-19 C]
2) Quanto vale l’energia immagazzinata in un condensatore caricato a 20 V se la sua capacità è
di 100 nF?
3) Una spira quadrata di lato 0.01 m, posta nel piano del foglio, è percorsa da una corrente di
100 mA che circola in senso antiorario. Trovare modulo, direzione e verso del momento di
dipolo magnetico associato alla spira.
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4) Una molecola d’acqua (momento di dipolo elettrico 6.17×10-30 C⋅m) è allineata in un campo
elettrico di 1010 V/m nella posizione di equilibrio stabile. Quanto lavoro occorre per ruotare
sottosopra la molecola in modo da portarla nella posizione di equilibrio instabile?
5) Si determini che valore indicherà l’amperometro del circuito
in figura, quando
=5.0 V (batteria ideale), R1=2.0 Ω,
R2=4.0 Ω e R3=6.0 Ω.
6) Il conduttore rettilineo in figura è percorso da una
corrente I1=5.00 A e si trova nello stesso piano della
spira rettangolare, la quale è percorsa da una corrente
I2=10.0 A. Le dimensioni in figura sono c=0.100 m,
a=0.150 m ed l=0.450 m. Calcolare intensità e direzione
della forza risultante che è esercitata sulla spira dal filo
rettilineo.
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Prova scritta di Fisica Applicata – 5 luglio 2007
1) Trovare il calore che occorre sottrarre a 100 g di acqua a 0 °C perché questa solidifichi (per
l’acqua il calore latente di fusione è Lf=3.33×105 J/kg).
2) Qual è la potenza dissipata in una resistenza di 100 Ω quando ai suoi capi è applicata una
tensione di 220 V?
3) Trovare la posizione dell’immagine di un oggetto posto ad una distanza p=20 cm da una
lente di focale f=10 cm.
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4) Una molla leggera di costante elastica k=90.0 N/m è ferma
verticalmente su un tavolo (v. figura). Un pallone di 2 g
riempito di elio per un volume di 5.00 m3 è collegato alla
molla, causando il suo allungamento. Determinare la
lunghezza dell’espansione L corrispondente al pallone in
equilibrio. (densità dell’elio = 0.180 kg/m3, densità dell’aria = 1.29 kg/m3)
5) Due condensatori, C1=25.0 µF e C2=5.00 µF, sono collegati in paralleo con un alimentatore
a 100 V. (a) Calcolare l'energia immagazzinata nei due condensatori. (b) Quale differenza di
potenziale ai capi degli stessi condensatori collegati in serie è necessaria affinché l’energia
sia lòa stessa del caso (a)?
6) Un fulmine può portare una corrente di 1.00×104 A per un breve periodo di tempo. Qual è il
campo magnetico risultante a 100 m dal fulmine?
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
III prova in itinere di Fisica Applicata – 11 giugno 2007
1) Qual è la lunghezza d’onda ed il periodo di un’onda elettromagnetica di frequenza 40.0
MHz che si propaga nel vuoto? (c=3.0×108 m/s).
2) In un solenoide con coefficiente di autoinduzione L=100 mH scorre una corrente di 0.1 A.
Quanto vale l’energia immagazzinata nel campo magnetico presente nell’induttore?
3) Una luce polarizzata linearmente incide su un disco polarizzatore con la direzione del campo
elettrico che forma un angolo di 30° con l’asse di trasmissione. Quale frazione dell’intensità
del fascio sarà trasmessa?
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4) L’interruttore S del circuito in figura, nel quale la forza elettromotrice è 6.00 V, L=8.00 mH
e R=4.00 Ω, viene chiuso ad un certo istante. (a) Qual è il valore
della corrente a regime? (b) Qual è la costante di tempo induttiva
del circuito? (c) Quanto tempo deve trascorrere perché la
corrente raggiunga un valore che sia l’80% di quello di regime?
5) Un oggetto è posto 20.0 cm a sinistra di una lente divergente di distanza focale f=-32.0 cm.
Determinare (a) la posizione dell’immagine e (b) il suo ingrandimento. (c) Determinare la
posizione dell’immagine tracciando il percorso dei raggi.
6) La luce di un laser elio-neon (λ=632.8 nm) è inviata su una fenditura larga 0.300 mm. Qual
è la larghezza del massimo centrale su uno schermo ad 1.00 m dalla fenditura?
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
I prova in itinere – 27 marzo 2006
1) Un serbatoio di volume 0.300 m3 contiene 2.00 moli di gas elio a 20 °C (293 K).
Assumendo che l’elio si comporti come un gas perfetto, trovare l’energia totale del sistema.
2) Una macchina a vapore ha un bollitore che opera a 500 K. Il calore trasforma l’acqua in
vapore che fa funzionare il pistone. La temperatura di scarico è quella dell’aria esterna, circa
300 K. Qual è il massimo rendimento di questa macchina a vapore?
3) Qual è il campo elettrico prodotto da una carica q=1.6×10-19 C ad una distanza di 1 Å?
(ke=8.9×109 N·m2/C2 e 1 Å=10-10 m).
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4) Un gas compie la trasformazione ciclica mostrata nella
figura a destra. (a) Trovare l’energia termica netta, il calore
ed il lavoro netto scambiati dal sistema in un ciclo
completo. (b) Se il ciclo viene percorso in verso opposto,
cioè la trasformazione procede lungo ACBA, quali sono i
valori delle quantità calcolate nel punto (a)?
5) Un serbatoio di 2.00 litri ha un setto centrale che lo divide in due parti uguali come si vede
in figura. La parte a sinistra contiene H2 gassoso, quella a
destra O2 gassoso; entrambi i gas sono a temperatura
ambiente ed alla pressione di 1 atm. Il setto viene tolto,
consentendo così ai due gas di mescolarsi. Calcolare
l’aumento di entropia.
6) Tre cariche puntiformi sono sistemate come in
figura. (a) Trovare il vettore campo elettrico
che le cariche di 6.00 nC e -3.00 nC creano
nell’origine. (b) Trovare il vettore forza agente
sulla carica di 5.00 nC.
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
II prova in itinere – 8 maggio 2006
1) La carica immagazzinata in un condensatore è 0.30 mC quando la d.d.p. ai suoi capi è 120
V. Qual è la capacità del condensatore?
2) Trovare la corrente che scorre in una lampadina da 75 W alimentata a 220 V.
3) Un protone si muove lungo un’orbita circolare di raggio 14.0 cm in un campo magnetico
uniforme di 0.350 T perpendicolare alla velocità del protone. Trovare il modulo della
velocità del protone.
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4) Si consideri un condensatore C che stia scaricandosi
attraverso un resistore R come in figura.
(a) Dopo quante costanti di tempo la carica del condensatore
scenderà a metà del suo valore iniziale?
(b)L’energia immagazzinata nel condensatore decresce
durante la sua scarica. Dopo quante costanti di tempo
l’energia immagazzinata scenderà a metà del suo valore iniziale?
5) Il costo dell’elettricità è di circa 0.125 €/kWh. Per questo prezzo unitario calcolare il costo
per (a) una lampada da 40.0 W dimenticata accesa per due settimane, (b) l’uso per tre minuti
di un tostapane di 970 W, e (c) il lavaggio di un carico di vestiti per 40.0 min in una
lavatrice da 5200 W.
6) Un campo magnetico non uniforme esercita una forza risultante su un dipolo magnetico. Un
intenso magnete è posto al di sotto di un anello conduttore di
raggio r=1 cm, orizzontale, percorso dalla corrente I=1 A, come
mostrato in figura. Se il campo magnetico B, di modulo 0.5 T,
forma un angolo θ=30° rispetto alla verticale nei punti in cui è
posto l’anello, quali sono la direzione e il modulo della forza
risultante sull’anello?
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
III prova in itinere – 12 giugno 2006
1) Il campo magnetico in un solenoide superconduttore è di 4.50 T. Il solenoide ha un diametro
interno di 6.20 cm ed una lunghezza di 26.0 cm. Determinare (a) la densità di energia
magnetica e (b) l’energia magnetica presente nel solenoide.
2) Una luce gialla di lunghezza d’onda nel vuoto di 589 nm incide su una superficie d’acqua
liscia ad un angolo di 35.0° con la verticale. Determinare (a) il suo angolo di rifrazione e (b)
la sua lunghezza d’onda in acqua. (nacqua=1.33)
3) Uno specchio sferico concavo ha un raggio di curvatura di 20.0 cm. Trovare la posizione
dell’immagine per una distanza dell’oggetto di 40.0 cm.
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4) Una bobina ha un’induttanza di 3.00 mH e una corrente che l’attraversa varia da 0.200 A a
1.50 A in un tempo di 0.200 s. Calcolare l’intensità della f.e.m. media indotta nella bobina
durante questo tempo.
5) Un fascio di luce non polarizzata attraversa due polaroid. L’asse del primo è verticale, il
secondo forma un angolo di 45° con la verticale. Quale frazione della luce incidente sul
sistema viene trasmessa?
6) Il pittore impressionista Georges Seraut creò dei quadri con un enorme numero di punti di
colore puro di circa 2.00 mm di diametro. L’idea era di avere colori tipo il rosso ed il verde
così vicini uno all’altro da formare una tela scintillante. Adottando il criterio di Rayleigh,
calcolare la distanza minima oltre la quale i singoli puntini non sono più distinguibili. (Si
assuma λ=500 nm ed un diametro della pupilla dell’occhio di 4.00 mm).
Corso di Laurea in Biotecnologie Molecolari ed Industriali
Prova scritta di Fisica Applicata (2-3-2006)
1) Calcolare la capacità di un condensatore piano formato da due armature quadrate di lato 10
cm e distanti fra loro 1 mm.
2) Una macchina termica di Carnot assorbe 52 kJ di calore e ne scarica 36 kJ ogni ciclo.
Calcolate (a) il rendimento e (b) il lavoro compiuto per ogni ciclo.
3) Una sorgente monocromatica verde (λ=550 nm), illumina due strette fenditure parallele,
distanti tra loro 7.7 µm. Si calcoli la deviazione angolare della frangia del terzo ordine
(m=3).
4) Due resistenze, pari a 2 Ω e 4 Ω, sono collegate in parallelo ad una batteria di 5 V. Quanto
vale la potenza dissipata dalla batteria?
5) Una bobina quadrata costituita da 5 avvolgimenti di lato 10 cm e resistenza 4Ω è
posizionata in un campo magnetico che forma un angolo di 30° con il piano della bobina. Il
campo varia con il tempo come B(t)=0.5t2, dove t è misurato in s e B in T. Quanto vale la
corrente in mA indotta nella bobina quando t=4s?
6) Uno specchio concavo per radersi la barba ha un raggio di curvatura di 35.0 cm ed è
collocato in modo che l’immagine (diritta) del viso sia ingrandita di 2.5 volte. (a) A che
distanza si trova dal viso? (b) Ricavare l’immagine mediante tracciamento dei raggi.
Corso di Laurea in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Prova scritta di Fisica Applicata (18 luglio 2006)
1) Un serbatoio di volume 0.300 m3 contiene 2.00 moli di gas elio a 20 °C (293 K).
Assumendo che l’elio si comporti come un gas perfetto, trovare l’energia totale del sistema.
2) Un protone si muove lungo un’orbita circolare di raggio 14.0 cm in un campo magnetico
uniforme di 0.350 T perpendicolare alla velocità del protone. Trovare il modulo della
velocità del protone.
3) L’occhio è più sensibile alla luce che ha una lunghezza d’onda di 5.50×10-7 m, che sta nella
regione giallo-verde dello spettro delle onde elettromagnetiche. Qual è la frequenza di
questa radiazione?
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4) Un gas perfetto inizialmente a pressione Pi, volume Vi e
temperatura Ti descrive il ciclo descritto in figura a destra. (a)
Trovare il lavoro complessivo compiuto dal gas per ciclo. (b)
Quanto è il calore netto assorbito dal sistema per ciclo? (c)
Ottenere un valore numerico per il lavoro complessivo svolto
per ciclo, per una mole di gas inizialmente a 0 °C.
5) Una batteria ha una f.e.m. di 15 V. La d.d.p. ai suoi capi diventa 11.6 V se essa fornisce 20.0
W di potenza ad un resistore di carico esterno R. (a) Qual è il valore di R? (b) Qual è la
resistenza interna della batteria?
6) Si consideri il dispositivo mostrato in figura. Si assuma R=6.00 Ω,
l=1.20 m ed un campo magnetico uniforme di 2.50 T diretto verso
la pagina. A quale velocità deve muoversi la sbarretta per produrre
una corrente di 0.500 A nel resistore?.
Corso di Laurea in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Prova scritta di Fisica Applicata (26 giugno 2006)
1) Una macchina a vapore ha un bollitore che opera a 500 K. Il calore trasforma l’acqua in
vapore che fa funzionare il pistone. La temperatura di scarico è quella dell’aria esterna, circa
300 K. Qual è il massimo rendimento di questa macchina a vapore?
2) Trovare la corrente che scorre in una lampadina da 75 W alimentata a 220 V.
3) In prossimità della superficie terrestre in una giornata serena c’è un campo elettrico di 100
V/m. Calcolare la densità di energia.
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4) Calcolare la variazione di entropia quando 300 g di piombo fondono a 327 °C (il piombo ha
un calore latente di fusione pari a 24.5 kJ/g).
5) Due condensatori C1 e C2 (con C1>C2) sono caricati alla stessa differenza di potenziale
DV0 ma con polarità opposte. I due condensatori vengono staccati dalla batteria, e le
armature collegate come mostrato nella parte (a) della figura. Gli interruttori S1 e S2
vengono
poi
chiusi
come
mostrato nella parte (b) della
figura. (I) Calcolare la differenza
di potenziale finale fra a e b dopo
la chiusura degli interruttori. (II)
Calcolare l’energia totale dei
condensatori prima e dopo la
chiusura degli interruttori. (III) Discutere brevemente il risultato ottenuto.
6) Uno specchio convesso tiene sotto controllo i corridoi in un negozio. Lo specchio ha un
raggio di curvatura di 0.550 m. Calcolare la posizione e descrivere l’immagine di un
avventore che si trova a 10.0 m dallo specchio. Determinare l’ingrandimento.
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Recupero I prova in itinere – 26 giugno 2006
1) Un serbatoio di volume 0.300 m3 contiene 2.00 moli di gas elio a 20 °C (293 K).
Assumendo che l’elio si comporti come un gas perfetto, trovare l’energia totale del sistema.
2) Una macchina a vapore ha un bollitore che opera a 500 K. Il calore trasforma l’acqua in
vapore che fa funzionare il pistone. La temperatura di scarico è quella dell’aria esterna, circa
300 K. Qual è il massimo rendimento di questa macchina a vapore?
3) Qual è il campo elettrico prodotto da un elettrone ad una distanza di 1 Å? (ke=8.9×109
N·m2/C2, 1 Å=10-10 m e la carica dell’elettrone è q=-1.6×10-19 C).
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4) Un gas perfetto inizialmente a pressione Pi, volume Vi e
temperatura Ti descrive il ciclo descritto in figura a destra. (a)
Trovare il lavoro complessivo compiuto dal gas per ciclo. (b)
Quanto è il calore netto assorbito dal sistema per ciclo? (c)
Ottenere un valore numerico per il lavoro complessivo svolto
per ciclo, per una mole di gas inizialmente a 0 °C.
5) Calcolare la variazione di entropia quando 300 g di piombo fondono a 327 °C (il piombo ha
un calore latente di fusione pari a 24.5 kJ/g).
6) Con riferimento alla distribuzione di cariche mostrata in figura, determinare il punto
(diverso da infinito) in cui il campo totale è nullo.
1.00 m
-2.50 µC
6.00 µC
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Recupero II prova in itinere – 26 giugno 2006
1) Un condensatore piano ha un’area A=2.00×10-4 m2 ed una distanza tra le armature d=1.00
mm. Calcolare la capacità.
2) Trovare la corrente che scorre in una lampadina da 75 W alimentata a 220 V.
3) Un protone si muove lungo un’orbita circolare di raggio 14.0 cm in un campo magnetico
uniforme di 0.350 T perpendicolare alla velocità del protone. Trovare il modulo della
velocità del protone.
*************
4) Due condensatori C1 e C2 (con C1>C2) sono caricati alla stessa differenza di potenziale ∆V0
ma con polarità opposte. I due condensatori vengono staccati dalla batteria, e le armature
collegate come mostrato nella
parte
(a)
della
figura.
Gli
interruttori S1 e S2 vengono poi
chiusi come mostrato nella parte
(b) della figura. (I) Calcolare la
differenza di potenziale finale fra
a e b dopo la chiusura degli
interruttori.
(II)
Calcolare
l’energia totale dei condensatori prima e dopo la chiusura degli interruttori. (III) Discutere
brevemente il risultato ottenuto.
5) Una batteria ha una f.e.m. di 15 V. La d.d.p. ai suoi capi diventa 11.6 V se essa fornisce 20.0
W di potenza ad un resistore di carico esterno R. (a) Qual è il valore di R? (b) Qual è la
resistenza interna della batteria?
6) Una bobina rettangolare di dimensioni 5.40 cm × 8.50 cm consiste di 25 spire di filo
conduttore. La bobina è percorsa da una corrente di 15.0 mA. (a) Calcolare il modulo del
momento magnetico della bobina. (b) Supponiamo che la bobina venga immessa in un
campo magnetico di 0.350 T, parallelo al piano della bobina. Qual è il momento della forza
che agisce sulla bobina?
C. d. L. in Biotecnologie Biomolecolari ed Industriali
Recupero III prova in itinere – 26 giugno 2006
1) In prossimità della superficie terrestre in una giornata serena c’è un campo elettrico di 100
V/m. Calcolare la densità di energia.
2) L’occhio è più sensibile alla luce che ha una lunghezza d’onda di 5.50×10-7 m, che sta nella
regione giallo-verde dello spettro delle onde elettromagnetiche. Qual è la frequenza di
questa radiazione?
3) Calcolare lo spessore minimo della pellicola di una bolla di sapone (n=1.33) tale che si
abbia interferenza costruttiva nella luce riflessa quando la pellicola è illuminata con luce di
lunghezza d’onda nel vuoto pari a 600 nm.
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4) Si consideri il dispositivo mostrato in figura. Si assuma R=6.00 Ω,
l=1.20 m ed un campo magnetico uniforme di 2.50 T diretto verso
la pagina. A quale velocità deve muoversi la sbarretta per produrre
una corrente di 0.500 A nel resistore?.
5) Supponiamo che ti trovi a 180 m da una radio trasmittente. A quante lunghezze d’onda ti
trovi dal trasmettitore se la stazione emettesse a 1150 AM? (La banda di frequenze AM è in
kHz). (b) A quante se la stazione fosse a 98.1 FM? (La banda di frequenze FM è in MHz).
6) Uno specchio convesso tiene sotto controllo i corridoi in un negozio. Lo specchio ha un
raggio di curvatura di 0.550 m. Calcolare la posizione e descrivere l’immagine di un
avventore che si trova a 10.0 m dallo specchio. Determinare l’ingrandimento.