ESERCITAZIONI di Fisica:
1°
MERCOLEDI’ 12 DICEMBRE 2012 : 14.00 – 18.00:
[ESERCIZIO SVOLTO 1: i vettori]
Un uomo si sposta di 4 2 km in direzione Est 45° Nord e successivamente di 6 3 km in
direzione Est 30° Nord. Disegnare il vettore spostamento risultante e calcolare il modulo
del vettore spostamento risultante. [15.9 km]
[ESERCIZIO SVOLTO 2: moto uniformemente accelerato]
Il tempo di reazione di un comune conducente di automobile è circa di 0,7 secondi
(intervallo di tempo tra la percezione del segnale d’arresto e l’attivazione dei freni). Se
un’auto ha una decelerazione di 6,86 m/s2, calcolare la distanza percorsa prima
dell’arresto, dopo la percezione del segnale, quando la velocità iniziale è di 130km/h.
[ESERCIZIO SVOLTO 3: conservazione energia meccanica, moto uniformemente
accelerato ]
Un bambino lascia cadere una palla da un’altezza h. Se la forza di gravità compie un
lavoro meccanico L=20J, la massa della palla è m=100g e le forze di attrito sono
trascurabili, da quale altezza h è caduta la palla?
[a] 20.4 cm
[b] 20.4 m
[c] 5m
[d] 2m
[e]2000 J g
Quanto tempo impiega la palla ad arrivare al suolo? Con che velocità tocca il suolo?
[ESERCIZIO SVOLTO 4: moto circolare uniforme ]
Determinare la velocità angolare del moto di rotazione della Terra intorno al proprio asse e
la velocità tangenziale di un punto dell’equatore, tenendo presente che il raggio della Terra
è 6380 km. [ 7.3 10-5 rad/s; 466 m/s ]
[ESERCIZIO SVOLTO 5: moto circolare uniforme, forza centripeta ]
Una centrifuga di laboratorio, di diametro 15 cm, ruota compiendo 106 giri al minuto.
Calcolare la forza cui è sottoposto un eritrocita (sferico) di raggio 4 μm e massa 1.5 10 -13
kg in una provetta collocata sul bordo della centrifuga.
[ESERCIZIO SVOLTO 6: secondo principio dinamica, vettori ]
Una cassa di massa 20 kg viene tirata da una forza di 40 N inclinata di 60° rispetto al
pavimento orizzontale su cui è appoggiata. Nell’ipotesi di attrito trascurabile calcolare
l’accelerazione della cassa e la forza verticale agente su di essa [1m/s 2; 161.3 N]
[ESERCIZIO SVOLTO 7: energia, potenza ]
Un locomotore di massa 3 103 kg passa dalla velocità di 15 m/s alla velocità di 35 m/s in
30 s. Calcolare la potenza sviluppata dal motore in assenza di resistenze passive.
Una persona di massa m=60 kg sale dal piano terra al sesto piano lungo una rampa di
scale alta 18 m. Calcolare la potenza media sviluppata nell’ipotesi che il tempo impiegato
sia uguale ad un minuto.
[50 kW, 176.4 W]
[ESERCIZIO SVOLTO 8: modulo di Young ]
Determinare per un filo di alluminio ( modulo di Young: 7.0 10 10 N/m2 ) di diametro d =
2mm e lunghezza l=1.2m, l’allungamento per effetto di una sollecitazione a trazione con
carico F = 120N. [0.65 mm]
[ESERCIZIO SVOLTO 9: leve ]
Due bambini di peso rispettivamente P1=200N e P2=350N sono in equilibrio sull’altalena.
Sapendo che il primo bambino è seduto a distanza 1 metro dal fulcro determinare a quale
distanza è seduto il secondo bambino. Determinare inoltre la reazione vincolare del fulcro
dell’altalena.
[ESERCIZIO SVOLTO 10: leve ]
Un operaio pone una leva sotto un sasso di massa 300 kg. Il fulcro della leva si trova a
0,2m dal baricentro del sasso. Determinare il guadagno della leva sapendo che viene
applicata ad una distanza di 2,5 m dal fulcro. Dire se la leva e’ vantaggiosa.
[ESERCIZIO SVOLTO 11: metabolismo ]
Durante un’ escursione in montagna una persona di 80 kg e superficie corporea di 1,7 m 2,
risale un dislivello di 800 m in 3 ore. Determinare:
a. il lavoro compiuto e la potenza meccanica media sviluppata
b. la potenza metabolica (MR) durante la salita assumendo un indice metabolico
basale di 40W/m2 ed un efficienza muscolare del 25%
[ESERCIZIO SVOLTO 12: forza di Archimede ]
Per sostenere un corpo di volume V=1dm 3 immerso in acqua occorre esercitare una forza
F=20N. Si calcoli la forza che occorre esercitare per sostenerlo fuori dall’acqua.
[a] 20N
[b] 29.8 N
[c] 10.2 N
[d] 196 N
[e] 20 J
[ESERCIZIO SVOLTO 13: pressione ]
Un paziente ha pressione arteriosa media di 120 mmHg. Calcolare la pressione al livello
dei piedi, assumendo una distanza cuore-piedi di 1 m, nel caso in cui il paziente si trovi in
posizione eretta e nel caso in cui il paziente sia sdraiato (si assuma per il sangue la
medesima densità dell’acqua).
Assumendo una distanza cuore-cervello di 35 cm, calcolare la pressione al livello del
cervello nel caso in cui il paziente sia in posizione eretta e sdraiata.
[ESERCIZIO SVOLTO 14: teorema di continuità ]
Un vaso sanguigno si dirama in tanti vasi di raggio sei volte minore. Determinare il numero
di tali vasi se la velocità media del sangue in essi è un terzo di quella del vaso più grande.
[a] 18
[b] 108
[c] 12
[d] 54
[e] 34
[ESERCIZIO SVOLTO 15: teorema di continuità, Bernoulli, stenosi ]
A causa della formazione di placche la sezione di un’arteria di raggio r 1=0.4cm dove il
sangue ha velocità v1=30cm/s si restringe. Nel restringimento il raggio diminuisce del 50%.
Si calcoli la velocità v2 e la variazione di pressione p2-p1 in corrispondenza della stenosi,
considerando il vaso orizzontale e approssimando il sangue ad un fluido ideale con la
stessa densità dell’acqua.
[ESERCIZIO SVOLTO 16: sedimentazione ]
In un fluido di viscosità = 210-3 Pa s e densità pari a quella dell’acqua vengono
3. Si calcoli il tempo
introdotte molecole sferiche di raggio r = 2 m e densità
necessario affinché le molecole sedimentino 3 mm. Relativamente all’esercizio
precedente, si determini la frequenza di una centrifuga di raggio 0.3 m per ridurre il tempo
di sedimentazione di un fattore 108.
