FFIISSIICCAA
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Title of test:![]() FFIISSIICCAA Description: (work in progress) |




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Introdurre Sistema Internazionale per le unità di misura. Il SI è il sistema di unità di misura universalmente adottato nella scienza e nell'ingegneria. Si basa su grandezze fondamentali (con unità di misura definite da campioni primari) e grandezze derivate (definite attraverso relazioni matematiche tra le fondamentali). Alle ore 12, a Rimini la temperatura era di 22,3 °C; lo stesso giorno alla stessa ora, a Riccione si misura una temperatura di 23,5 °C. Quanto vale la differenza di temperatura se da Riccione vado a Rimini?. 2,4 °C. -1,2 °C. -2,4 °C. 1,2 °C. Nel Sistema Internazionale l'unità di misura della massa è: la libbra: lb. il kilogrammo: Kg. il kilogrammo: kg. il grammo: g. Quale tra le seguenti grandezze fisiche è scalare?. Il campo magnetico. accelerazione. La velocità. massa. Quale tra queste unità di misura non fa parte del Sistema Internazionale di unità?. il secondo s. il kilogrammo kg. il Kelvin K. il centimetro cm. Quali sono le dimensioni fisiche della velocità. [m]*[l]^-1. [m]*[l]^-2. [l]*[t]^-2. [l]*[t]^-1. Un megahertz equivale a. 10^6 Hz. 10^3 Hz. 10^12 Hz. 10^9 Hz. Un micrometro equivale a : 10^-9 m. 10^-3 m. 10^3 m. 10^-3 mm. Un termometro segna la temperatura di una stanza. Quale tra i seguenti elementi rappresenta una grandezza fisica?. La temperatura. L'unità di misura della scala termometrica. La misura della temperatura. Il termometro utilizzato. Una grandezza fisica si dice derivata se: la sua unità di misura fa parte del Sistema Internazionale. la sua unità di misura è definita dal rapporto tra le unità di misura di grandezze fondamentali. viene calcolata convertendo da un altro sistema di unità. è definita a partire da grandezze fondamentali. Effettuando una misurazione, quale di questi risultati non è corretto ?. energia = 1*10^2 J. tempo = 2 s. velocità = 10 m/s. temperatura = 50 °N. Descrivere i parametri caratteristici degli strumenti di misura. -Risoluzione: minima variazione misurabile (es. 1 mm in un righello). -Sensibilità: rapporto tra risposta dello strumento e variazione della grandezza (∣dr/dx∣). -Precisione: ripetibilità delle misure (errori casuali bassi). -Accuratezza: vicinanza al valore vero (errori sistematici bassi). Come si scrive correttamente una misura ottenuta sperimentalmente considerando l'errore?. Forma corretta per scrivere una misura sperimentale: Struttura: Valore misurato = x±δx x: miglior stima del valore vero (es: media per misure ripetute). δx: incertezza (errore massimo o deviazione standard). Approssimazione: Arrotondare x e δx alla stessa cifra significativa (es: 24.5±1.2 cm → 25±1 cm). Tipi di errore: Casuale (oscillazioni gaussiane; riducibile con ripetizioni). Sistematico (bias dovuto a strumento/taratura; difficile da eliminare). Il prodotto scalare tra due vettori perpendicolari: E' pari al prodotto dei moduli. E' un vettore ortogonale ai due vettori moltiplicati. E' nullo. E' sempre maggiore di zero. Quale tra le seguenti grandezze fisiche è vettoriale?. La temperatura. Il lavoro. L'intervallo di tempo. velocità. Quale tra questi non caratterizza un vettore?. Direzione. Verso. Spostamento. Modulo. Se effettuo sul piano uno spostamento di 4 m dal punto A al punto b e successivamente uno spostamento di 3 m dal punto B al punto C, lo spostamento complessivo vale. 1 m. 7 m. 5 m. Non ho elementi sufficienti per rispondere. Se si moltiplica un vettore per un numero: Otteniamo un numero. Dipende dal tipo di prodotto. Otteniamo un vettore. Otteniamo un numero se è un prodotto scalare, vettore se è un prodotto vettoriale. Quale tra queste grandezze fisiche ha dimensioni fisiche diverse da quelle delle altre tre?. l'altezza. la lunghezza. la velocità. la distanza. È possibile moltiplicare una grandezza scalare per una grandezza vettoriale?. Solo se la grandezza vettoriale è nulla. Si. No. Si, ma solo se hanno le stesse dimensioni fisiche. Le componenti di un vettore V lungo gli assi cartesiani sono Vx = 3 e Vy =4, quanto vale il modulo di v?. 10. 7. 5. 25. Dare la definizione di grandezza vettoriale e specificare le differenze tra vettori e scalari. **Grandezze vettoriali**: Sono definite da modulo, direzione e verso (es. velocità). Rappresentate da frecce, dove la lunghezza indica l'intensità, la retta la direzione e la punta il verso. **Grandezze scalari**: Descritte solo da un numero e un'unità di misura (es. temperatura). Non richiedono informazioni su direzione o verso. Una grandezza z è ricavata dalla differenza di altre due x e y, z= x- y; cosa si può dire degli errori associati?. L'errore di z è pari alla somma degli errori di x e y. L'errore relativo di z è pari alla differenza degli errori relativi di x e y. L'errore di z è pari alla differenza tra gli errori di x e y. L'errore relativo di z è pari alla somma degli errori relativi di x e y. Un oggetto ha una velocità di 60 m/s; quale è la sua velocità in km/h?. 216 km/h. 40 km/h. 21,6 km/h. 160 km/h. Quali sono le unità di misura nel sistema internazionale (SI) di lunghezza, massa e tempo?. Il chilometro (km), il chilogrammo (kg) e il secondo (s). Il chilometro (km), il chilogrammo (kg) e l'ora (h). Il centimetro (cm), il grammo (g) e il secondo (s). Il metro (m), il chilogrammo (kg) e il secondo (s). Quale tra i seguenti risultati di misura non è riportato in modo corretto?. v0 = 13.4 +/- 0.2 m/s. L = 1.34 +/- 0.01 m. m1 = 143 +/- 30 kg. t = 143 +/- 3 s. Una grandezza z è il prodotto di altre due x e y; cosa si può dire degli errori associati?. L'errore relativo di z è il prodotto degli errori relativi di x e y. L'errore di z è la somma degli errori di x e y. L'errore relativo di z è la somma degli errori relativi di x e y. L'errore di z è il prodotto degli errori di x e y. In un riferimento cartesiano, abbiamo due vettori v = (0,1,0) e w = (2,0,0). Il prodotto vettoriale tra i due: è parallelo a v. è diretto lungo la bisettrice degli assi x e y. è diretto lungo l'asse z. è nullo. La velocità ha le dimensioni di una lunghezza su tempo, mentre l'accelerazione è una velocità sul tempo. Quale è l'unità di misura dell'accelerazione?. m/s^2. m/s. s/m^2. s/m. In un riferimento cartesiano, abbiamo due vettori v = (1,2,4) e w = (6,3,-3). Possiamo dire che: v e w sono paralleli. v e w sono ortogonali. L'angolo tra v e w è pari a 30°. L'angolo tra v e w è pari a 60°. In un riferimento cartesiano, abbiamo due vettori v = (0,2,4) e w = (2,0,4). Quanto vale il loro prodotto scalare?. 12. 8. 20. 16. In un riferimento cartesiano, abbiamo due vettori v = (0,2,4) e w = (2,0,4). Possiamo dire allora che: I due vettori hanno stessa lunghezza. w è più lungo di v. v è più lungo di w. I due vettroi sono ortogonali. Fare qualche esempio di prodotto scalare e vettoriale in fisica. prodotto scalare tra 2 vettori: v · w = |v| |w| cos(θ) v = (3, 0, 0) w = (2, 2, 0) |v| = √(3² + 0² + 0²) = 3 |w| = √(2² + 2² + 0²) = 2√2 = 2.8 Calcolo dell'angolo: I vettori giacciono sul piano xy con θ = 45° cos45° = √2/2 Prodotto scalare: v·w = 3 × 2√2 × √2/2 = 6 --- prodotto vettoriale tra 2 vettori: |v × w| = |v| |w| sin(θ) v = (0, 4, 0) w = (3, 0, 0) |v| = 4 |w| = 3 Angolo tra i vettori: θ = 90° quindi sin90° = 1 |v × w| = 4 × 3 × 1 = 12. Un ciclista viaggia alla velocità costante di 6.5 m/s. Quanta strada percorre in 30 secondi?. 195 m. 341 m. 246 m. 63 m. Una barca si sposta in un'ora di 5 Km verso nord, e di 3 km verso est. Qual è il modulo dello spostamento ?. 3 Km. 5,8 Km. 4 Km. 7,8 Km. Un punto materiale passa dalla posizione s1 = 3,8 m alla posizione s2 = 7,1 m. Quanto vale la distanza s percorsa da esso?. -3,3 m. 11,1 m. -11,1 m. 3,3 m. Un proiettile è sparato in verticale con v0 = 196 m/s. La sua velocità diminuisce di 9,8 m/s in ogni secondo in salita e aumenta della stessa quantità in discesa. Dopo quanto tempo ritorna nello stesso punto?. 19,6 s. 40 s. 20 s. 196 s. Un petardo viene lascato cadere verticalmente da un precipizio, e dopo 4 s vedo il lampo prodotto dall'esplosione nel momento in cui tocca terra. Quanto è profondo il precipizio?. 78,4 m. 38 m. 3,8 m. 7,8 m. Un fondista deve percorrere 850 m alla velocità di 15 km/h. Quanto tempo impiegherà?. 400 s. 204 s. 56 s. 150 s. Un corpo parte da fermo con accelerazione uguale a 4 m/s^2. Si determini quanto tempo impiega a raggiungere la velocità di 120 km/h. 8,33 s. 2,8 s. 12,3 s. 25,2 s. Un corpo inizialmente fermo si muove con accelerazione costante a in un intervallo di tempo delta t e percorre una distanza s. Se si muovesse con una accelerazione doppia, nello stesso intervallo di tempo percorrerebbe una distanza s: La metà. Doppia. Uguale. Quadrupla. Un corpo parte da fermo con accelerazione uguale a 24 m/s^2. Quanto spazio percorre in 10 secondi?. 2600 m. 400 m. 100 m. 2400 m. Un ciclista viaggia alla velocità costante di 6.5 m/s. In quanto tempo percorre 100 m?. 30,4 s. 2,3 s. 15,3 s. 7,2 s. In 20 secondi la velocità di un motociclista aumenta da 54 km/h a 108 km/h. Qual è la sua accelerazione media?. 0,75 m/s2. 0,27 m/s2. 2,7 m/s2. 7,5 m/s2. Nel sistema internazionale il Newton. E' la misura del potenziale. E' l'unità di misura del lavoro. E' l'unità di misura della temperatura assoluta. E' l'unità di misura della forza. Un ciclista parte da fermo con accelerazione costante di 0,1 m/s^2. Dopo quanto tempo la sua velocità sarà di 10 m/s?. 250 s. 10 s. 75 s. 100 s. Un cavallo, che ha una velocità iniziale pari a 11 m/s, accelera con un’accelerazione media di - 4 m/s2. Quanto tempo occorre perchè la sua velocità sia pari a 6.5 m/s?. 11,86 s. 4,25 s. 1,15 s. 1,125 s. Un atleta percorre i 400 m della pista in 70 s, quanto percorrerà in 10 s?. 400 m / 70 s. 400 m / 7 s. 40 m / 70 s. 70 s / 400 m. Un atleta impiega 4 secondi a raggiungere da fermo la velocità di 11 m/s, qual è la sua accelerazione media?. 5 m/s^2. 2,75 m/s^2. 27,5 m/s^2. 0,275 m/s^2. Un aereo, inizialmente fermo, parte e si muove con accelerazione costante. In 10 secondi percorre 500 metri. Qual è lo spazio che percorre in 20 secondi?. 2000 m. 1000 m. 2500 m. 5000 m. Trascurando gli attriti calcolare la velocità di entrata in acqua di un tuffatore che si lancia da 30 m di altezza. circa 24 m/s. circa 130 m/s. circa 70 m/s. circa 2 m/s. Si ha un moto uniforme se: Se l'accelerazione è diversa da zero. La traiettoria è una retta. Le distanze percorse sono proporzionali agli intervalli di tempo. La velocità aumenta in modo uniforme. Quale è la dimensione fisica dell'accelerazione?. lunghezza per tempo alla meno due. lunghezza su tempo. lunghezza per tempo alla meno uno. lunghezza per tempo al quadrato. Nel 1991 Carl Lewis ha stabilito il record del mondo dei 100 m percorrendoli in 9,86 s. Qual è la velocità media in km/h?. 36,51 km/h. 0,986 km/h. 10,14 km/h. 3,55 km/h. Un ciclista parte da fermo con accelerazione costante di 0,1 m/s^2. Quanta strada percorre in 10 s?. 10 m. 15 m/s. 5 m. 20 m. La legge oraria di un punto che si muove di moto rettilineo uniforme con velocità di 20 m/s che nell'istante iniziale si trova a 2 m dall'origine del sistema di riferimento è. s = 1/2 * 2 * t^2. s = 2 - 20 t. s = 20 t. s = 2 + 20 t. Come viene descritta la posizione in coordinate polari?. In coordinate polari, la posizione di un punto viene descritta da due grandezze: ρ e θ ρ: La distanza del punto dall'origine (o polo) del sistema di riferimento θ: l'angolo formato dal raggio vettore con un asse di riferimento, solitamente l'asse x. Fornire le definizioni di posizione, velocità e accelerazione. La posizione di un punto materiale è un vettore che specifica la sua collocazione nello spazio rispetto a un sistema di riferimento. La velocità è la derivata temporale della posizione e misura la rapidità di variazione della posizione nel tempo. L'accelerazione è la derivata temporale della velocità e misura la variazione della velocità nel tempo. Un'auto passa da 40 km/h a 90 km/h in 8 secondi. La sua accelerazione media è: 2,52 m/s^2. 0,74 m/s^2. 1,74 m/s^2. 2,96 m/s^2. Un'auto ha accelerazione costante pari a 4 m/s^2. Quale relazione descrive il moto. S = t^2. V = 2/ t. V = 4 t. S = 2 t^2. Un'auto che viaggia a 75 km/h frena con accelerazione pari a -2,3 m/s^2. Quale velocità avrà dopo 4 secondi?. 34 m/s. -11,6 m/s. 11,6 m/s. 0. Una palla lanciata in aria ritorna a terra dopo 2 secondi; la sua velocità iniziale era. 9,8 m/s. 18 m/s. 4,9 m/s. 29 m/s. Una palla da baseball di massa 0.2 kg viene lanciata verso l'alto con velocità vo=20 m/s. Nel punto più alto della traiettoria, come è diretta l'accelerazione della palla?. verso l'alto. verso il basso. non c'è accelerazione. i dati non sono sufficienti per rispondere. Una palla da baseball di massa 0.2 kg viene lanciata verso l'alto con velocità vo=20 m/s. Nel punto più alto della traiettoria, che dista h dal punto di lancio, quanto vale la sua velocità?. -20 m/s. 20 m/s. zero. 5 m/s. Un'automobile viaggia alla velocità costante di 130 km/h. Il guidatore distoglie lo sguardo dalla strada per 2 s; quale spazio percorre l'auto in questo tempo?. 6,5 m. 260 km. 72 m. 260 m. Una bicicletta si muove con velocità costante. Se al tempo t = 10 s la sua velocità è 15 m/s, quanto vale la velocità al tempo t = 20 s?. 30 m/s. 20 m/s. 15 m/s. 10 m/s. Un treno che viaggia a 200 km/h percorre in 15 minuti: 50 km. 15 km. 100 km. 12 km. Un'automobile di massa 950 kg impiega 5,1 s per raggiungere da ferma la velocità di 60 km/h. Qual é la sua accelerazione media?. 6,36 m/s^2. 0,23 m/s^2. 8,95 m/s^2. 3.27 m/s^2. Due ragazzi su un ponte lanciano due sassi lungo la verticale verso l'acqua sottostante. I ragazzi lanciano i sassi allo stesso istante e dalla stessa quota, ma uno dei sassi colpisce l'acqua prima dell'altro. Come può accadere se i sassi hanno la stessa accelerazione?. le masse dei sassi sono diverse. La forza di gravità è diversa per i due sassi. le velocità iniziali dei sassi sono diverse. non può accadere. Una palla di 140 g viene lanciata lungo la verticale verso l'alto, alla velocità iniziale di 35.0 m/s. Si trovi la velocità della palla alla quota di 30.0 m. v = 55.6 m/s. v = 25.2 m/s. v = 19.4 m/s. v = 71.8 m/s. Un automobile di formula 1, durante la partenza, percorre 600 m in 15 s prima di arrivare alla prima curva. Assumendo un'accelerazione costante, quanto vale il suo valore?. a = 7.5 m/s2. a = 6.0 m/s2. a = 5.3 m/s2. a = 4.5 m/s2. Un aereoplano, durante la fase di decollo, copre 600 m in 15 s prima di staccarsi da terra. Assumendo un'accelerazione costante, quanto vale il suo valore?. a = 5.3 m/s2. a = 4.5 m/s2. a = 6.0 m/s2. a = 1.5 m/s2. Una pietra viene lascata cadere verticalmente da un precipizio e colpisce il fondo dopo 3.5 s.Quanto è profondo il precipizio?. h = 60 m. h = 20 m. h = 100 m. h = 40 m. Se state guidando a 110 km/h lungo una strada rettilinea e guardate fuori dal finestrino per 2.0 s, quale distanza percorrete in questo momento di disattenzione?. s = 120 m. s = 61 m. s = 6 cm. s = 220 m. Un treno sta viaggiando ad una velocità di 50 m/s. Quando esso viene frenato, la sua decelerazione è di 2 m/s^2. Assumendo che la decelerazione sia costante, a quale distanza dalla stazione il macchinista deve iniziare la frenata in modo che il treno si fermi in stazione?. s = 1625 m. s = 625 m. s = 25 m. s = 2500 m. Con quale velocità deve essere lanciata verso l'alto una palla di ferro per farla salire fino a 50 m?. 44.2 m/s. 31.3 m/s. 10.0 m/s. 152.0 m/s. Nel Sistema Internazionale l'unità di misura della distanza è: il metro m. il millimetro mm. il centimetro m. il kilometro km. Due corpi identici sono lasciati sulla sommità di due piani inclinati con diversa pendenza. Per quanto riguarda il tempo in cui i corpi raggiungono terra: Arriverà prima quello sul piano con maggiore pendenza. Arriverà prima quello sul piano con minore pendenza. Non ho elementi sufficienti per rispondere. Arriveranno insieme. Due corpi identici sono lasciati sulla sommità di due piani inclinati con diversa pendenza. Per quanto riguarda la velocità con cui i corpi raggiungono terra: Sarà più veloce quello sul piano con minore pendenza. Non ho elementi sufficienti per rispondere. Arriveranno alla stessa velocità. Sarà più veloce quello sul piano con maggiore pendenza. Un sasso lasciato cadere impiega un secondo per toccare terra; l'altezza dalla quale è stato lasciato è: 10 m. 9,8 m. 4,9 m. 1 m. Un'auto che viaggia a 33,3 m/s inizia a frenare con accelerazione uguale a 2 m/s². Quanto tempo impiega e quanto spazio occorre a fermarsi?. 9,9 s. 16,6 s. 5,3 s. 1,2 s. Un'auto si muove con moto rettilineo uniforme ad una velocità di 110 m/s per 18 min. Calcolare la distanza percorsa. 90 km. 75 km. 118,8 km. 35 km. Esporre i concetti base del moto uniformente accelerato. Il moto uniformemente accelerato è un tipo di moto rettilineo in cui l'accelerazione è costante nel tempo. Questo significa che la velocità cambia in modo regolare, aumentando o diminuendo sempre della stessa quantità in ogni intervallo di tempo. Grandezze fondamentali Accelerazione (𝑎): misura il cambiamento della velocità nel tempo. È costante. Velocità iniziale (𝑣0): la velocità che ha il corpo all'inizio del moto (cioè al tempo 𝑡=0). Velocità finale (𝑣): la velocità del corpo in un certo istante di tempo. Tempo (𝑡): intervallo di tempo considerato. Spazio (𝑠): distanza percorsa dal corpo in un certo intervallo di tempo. Velocità finale: 𝑣=𝑣0+𝑎𝑡 Spazio percorso: 𝑠=𝑣0𝑡+1/2𝑎𝑡^2 Velocità in funzione dello spazio: 𝑣^2=𝑣0^2+2𝑎𝑠. Discutere il moto rettilineo uniforme. Il moto rettilineo uniforme è un tipo di moto in cui un oggetto si muove lungo una traiettoria rettilinea (una linea retta) e mantiene una velocità costante nel tempo, cioè non accelera né decelera. Il corpo percorre spazi uguali in tempi uguali. La legge oraria del moto rettilineo uniforme descrive la posizione del corpo al tempo 𝑡: 𝑠(𝑡) = 𝑠0+𝑣⋅𝑡. Spiegare in parole semplici perché quando un oggetto viene lanciato verso l'alto prima sale poi torna giù. Quando lanci un oggetto verso l'alto, come una palla, inizialmente si muove verso l’alto perché gli hai dato una spinta, cioè una velocità iniziale. Ma appena lascia la tua mano, entra in gioco la forza di gravità, che agisce sempre verso il basso. Questa forza rallenta l’oggetto mentre sale, togliendogli un po’ di velocità ogni secondo. A un certo punto, la palla si ferma per un istante: è arrivata al punto più alto, dove la sua velocità diventa zero. Dopo quel momento, la gravità continua ad agire, e la palla inizia a cadere, cioè a muoversi verso il basso, accelerando man mano. Il rotore di una centrifuga compie 60 mila giri al minuto. Qual'è la sua velocità angolare?. w = 1000 rad/s. w = 3141 rad/s. w = 6283 rad/s. w = 104716 rad/s. Un proiettile viene sparato verso l'alto con un angolo di inclinazione maggiore di zero rispetto all'orizzontale. Nel punto più alto della traiettoria l'accelerazione è: diretta verso l'alto. diretta verso il basso. nulla. inclinata di un angolo a rispetto all'orizzontale. Un proiettile è lanciato a 30m/s in una direzione che forma 60° col suolo. Quanto vale la sua velocità orizzontale dopo 1,6 s ?. 26 m/s. 15 m/s. 12 m/s. 30 m/s. Un Pallone è calciato a 20m/s in una direzione che forma un angolo di 30° con l'orizzontale. Quanto tempo impiega a raggiungere la massima altezza?. 0,87 s. 0,38 s. 0,50 s. 1,0 s. Qual è la velocità angolare di un punto che gira con una frequenza di 100 Hz?. 6,28 rad/s. Non si può calcolare. 62,8 rad/s. 628 rad/s. Un moto circolare uniforme avviene con una frequenza di 10 Hz su una circonferenza di raggio pari a 40 cm. La sua velocità sarà pari a: v = 32.1 m/s. v = 15.1 m/s. v = 20.4 m/s. v = 25.1 m/s. Qual è il periodo di rotazione della lancetta dei secondi di un orologio?. 1/60 di secondo. 1/ 60 di hertz. 60 hertz. 60 secondi. Le componenti orizzontale e verticale della velocità di un proiettile sono ad un certo istante vx=30m/s e vy= 40m/s. Qual è il modulo della velocità dopo 1,8 s ?. 72 m/s. 50 m/s. 12 m/s. 37 m/s. Qual è la velocità angolare di rotazione della lancetta dei secondi di un orologio?. 0,105 m/s. 0.0042 m/s. 0.105 rad/s,. 0,42 rad/s. Qual è la frequenza di rotazione della lancetta dei secondi di un orologio?. 1/60 di secondo. 60 hertz. 60 secondi. 1/ 60 di hertz. La gittata di un proiettile dipende. dalla massa del proiettile, dall'angolo di lancio e dalla velocità di lancio. dalla massa del proiettile e dalla velocità di lancio. dall'angolo di lancio e dalla velocità di lancio. solo dal modulo della velocità di lancio. Nel problema classico del moto del proiettile in assenza di attriri: Nel problema classico del moto del proiettile in assenza di attriti: La gravità fa variare entrambe le componenti del vettore velocità. Il proiettile inizia a cadere quando la forza della spinta si esaurisce. La componente x del vettore velocità resta costante. La componente y del vettore velocità resta costante. Un fucile spara orizzontalmente un proiettile. Nell'istante in cui il proiettile esce dalla canna dell'arma una pesante pietra viene lasciata cadere dalla stessa altezza. Il proiettile e la pietra. toccherà terra prima il proiettile. toccheranno terra insieme. Non ho elementi sufficienti per rispondere. toccherà terra prima la pietra. Un proiettile viene sparato dall'alto di una torre di 40 m con la velocità orizzontale di 150 m/s, la sua gittata è circa. 14,6 m. 228 m. 428 m. 42,5 m. Un proiettile viene sparato dall'alto di una torre di 25 m con la velocità orizzontale di 200 m/s, per cadere impiega. 0,35 s. 2,26 s. 4,1 s. 1,12 s. Cosa è la gittata in un proiettile? Come si salcola?. La gittata è la distanza orizzontale che un proiettile percorre da quando viene sparato fino a quando tocca terra. Gittata=vx⋅t vx è la velocità orizzontale t è il tempo di caduta. Discutere il moto di un proiettile lanciato orizzontalmente. Immaginiamo di lanciare una palla orizzontalmente da un tavolo: non cade dritta verso il basso, ma segue una traiettoria curva (parabola) in quanto ci sono due moti separati e simultanei Orizzontalmente: La palla si muove di moto rettilineo uniforme (velocità costante). Verticalmente: La palla accelera verso il basso per la gravità (9.8 m/s^2), come un oggetto che cade. Cosa succede? Tempo di caduta: Dipende solo dall’altezza da cui parte, non dalla velocità orizzontale. Distanza orizzontale (gittata): Più veloce è il lancio, più lontano arriva prima di toccare terra. Se il moto circolare di un punto è uniforme, perchè c'è ugualmente un'accelerazione?. Anche se il moto circolare è uniforme (cioè la velocità ha modulo costante), c’è comunque un’accelerazione. La velocità è un vettore, cioè ha sia modulo (quanto è veloce) sia direzione (verso dove va). Nel moto circolare uniforme, il modulo della velocità resta costante, ma la direzione della velocità cambia continuamente, perché il punto si muove lungo una curva. Cambiare direzione significa che la velocità sta cambiando, e quando la velocità cambia (anche solo di direzione), c’è un’accelerazione. Questa accelerazione si chiama accelerazione centripeta ed è diretta sempre verso il centro della circonferenza. Che cos'`e la velocità angolare in un moto circolare?. La velocità angolare (indicata con la lettera greca omega, ω) misura quanto velocemente un oggetto gira intorno a un centro, descrivendo l'angolo che percorre in un certo tempo. È la rapidità con cui cambia l'angolo (in radianti) al passare del tempo. Esporre i parametri fondamentali del moto circolare uniforme definendo le grandezze periodo frequenza e pulsazione. In un moto circolare uniforme, un corpo si muove lungo una circonferenza a velocità costante (in modulo). Le grandezze chiave che lo descrivono: Periodo (T) Il tempo necessario per compiere un giro completo. Unità di misura: Secondi (s). Frequenza (f) Il numero di giri completati in un secondo. Unità di misura: Hertz (Hz) = giri al secondo. Pulsazione (ω) La velocità con cui viene "spazzato" l'angolo (in radianti) durante il moto. Unità di misura: Radianti al secondo (rad/s). Qual è la differenza tra velocità angolare e velocità periferica in un moto circolare?. Velocità Angolare (ω) Misura quanto velocemente un oggetto ruota, descrivendo l'angolo (in radianti) spazzato per unità di tempo. Indipendente dal raggio. Velocità Periferica (v) Misura quanto velocemente si muove un punto sul bordo della traiettoria circolare (distanza percorsa per unità di tempo). Dipende dal raggio. La valvola della ruota di una bicicletta gira con velocità costante di 12,56 m/s. La ruota ha un diametro di 50 cm. Quanto tempo impiega per fare un giro?. 12,56 s. 0,125 s. 1 s. 0,1 s. Un'asta lunga 102 cm ruota intorno a un estremo con velocità angolare pari a 12 rad/s. Qual è la velocità dell'altro estremo?. 12,24 m/s. 1,244 m/s. 122,4 m/s. 1224 m/s. Una sveglia ha la lancetta dei secondi lunga 4 cm. Qual è la velocità del suo estremo?. 0,0042 rad/s. 0,42 rad/s. 0.0042 m/s. 0,42 m/s. Una ruota panoramica ha un raggio di 50 m e impiega 60 s a fare un giro completo. Qual è il modulo della velocità tangenziale della ruota?. 1,67 m/s. 3,14 m/s. 5,24 m/s. 10,5 m/s. Una ruota panoramica ha un raggio di 50 m e impiega 60 s a fare un giro completo. Quanto vale l'accelerazione centripeta della ruota ?. 5,24 m/s^2. 1,67 m/s^2. 0,55 m/s^2. 4 m/s^2. Determinare il periodo di un disco che ruota compiendo 45 giri al minuto. 0,02 s. 1,3 s. 0,75 s. 2,6 s. Immagina di osservare la fotografia istantanea di una corda percorsa da onde armoniche. A quale grandezza fisica corrisponde la distanza tra due picchi consecutivi?. Alla lunghezza d'onda. All'ampiezza. Al periodo. Alla frequenza. In un moto circolare uniforme l'accelerazione è sempre diretta: Tangenzialmente alla traiettoria. Nessuna delle altre risposte, non vi è accelerazione. Verso il centro della traiettoria. Verso l'esterno della traiettoria. In un orologio ci sono tre lancette, quella dei secondi, quella dei minuti e quella delle ore. Quale gira con la frequenza maggiore?. Quella dei minuti. Girano con la stessa frequenza. Quella dei secondi. Quella delle ore. L'unità di misura del periodo nel S.I. è: secondo. Hertz. giri al secondo. radianti/secondo. Nel moto circolare uniforme la velocità al passare del tempo cambia: Verso. Direzione. Direzione, verso e intensità. Non cambia. Un corpo percorre a velocità costante una circonferenza di raggio R = 6 m in 8 s. La sua velocità sarà: 0,75 m/s. 9,89 m/s. 4,71 m/s. 5,85 m/s. Un corpo si muove con velocità 20 m/s su una traiettoria circolare di raggio pari a 30 m, la sua velocità angolare è. 0,66 rad /s. 15 rad/s. 1,5 rad/s. 6,6 rad/s. Un corpo si muove con velocità angolare pari a 0,66 rad/s su una traiettoria circolare di raggio pari a 30 m, la sua velocità è. 15 m/s. 20 m/s. 66 m/s. 2 m/s. Un disco che ruota alla velocità di 2.1 rad/s decelera uniformemente con accelerazione angolare 0.45 rad/s. Quanto tempo impiegherà a fermarsi?. 10,4 s. 4,7 s. 10,4 Hz. 4,7 Hz. Un moto circolare uniforme avviene con una frequenza di 10 Hz su una circonferenza di raggio pari a 40 cm. La sua velocità sarà pari a: v = 20.4 m/s. v = 25.1 m/s. v = 32.1 m/s. v = 15.1 m/s. Un peso di massa 1 kg compie una traiettoria circolare di raggio pari a 2 m a velocità di 10 m/s trattenuto da un cavo. La forza esercitata sul cavo è di: 20 N. 50 N. 10 N. 100 N. è vero che l'accelerazione di una palla da baseball, dopo essere stata colpita dalla mazza, trascurando la resistenza dell'aria, non dipende dalla forza impressa dal battitore?. è vero solo se la palla parte esattamente nella direzione orizzontale. è falso, la gittata della palla dipende dalla forza con la quale è stata colpita. è falso, la palla conserva l'impulso della mazza. è vero, sulla palla in moto agisce solo la forza di gravità. Cosa è l'accelerazione centripeta?. L’accelerazione centripeta è l’accelerazione che fa curvare un oggetto in moto circolare. Anche se la velocità resta costante, la direzione cambia continuamente. Serve una forza che tiri l’oggetto verso il centro della traiettoria circolare. Senza questa accelerazione, l’oggetto andrebbe dritto. Centripeta significa proprio “diretta verso il centro”. Che cosa si intende con accelerazione centripeta e con accelerazione tangenziale in un moto curvilineo? Quali ne sono le proprietà essenziali?. Tipo di accelerazione | Direzione | Quando è presente | Cosa modifica Centripeta Verso il centro della curva Sempre, in un moto curvo La direzione della velocità Tangenziale Tangente alla traiettoria Se il corpo accelera o rallenta Il modulo della velocità. L'accelerazione rappresenta. la variazione dello spostamento nel tempo. la variazione della velocità nel tempo. la variazione del modulo della velocità nel tempo. la variazione della posizione nel tempo. Osservando la cinematica di un corpo quale delle seguenti situazioni non è possibile?. Il corpo ha velocità e accelerazione costanti e diverse da zero. Il corpo ha velocità nulla e accelerazione costante diversa da zero. Il corpo ha velocità costante e accelerazione variabile. Il corpo ha velocità diretta nel verso dell'asse x positivo, e accelerazione diretta in verso opposto. Un corpo si muove da fermo all'istante t = 0 e ha un moto caratterizzato da una accelerazione diretta lungo l'asse x con modulo a = 2 t. Quale distanza avrà percorso al tempo t = 3s?. 9 m. 27 m. 18 m. 3 m. Un corpo viene lanciato con una velocità iniziale diretta verso l'alto, all'inizio il suo moto è: uniformemente accelerato con accelerazione concorde al moto. rettilineo uniforme. circolare. uniformemente accelerato con accelerazione diretta in verso opposto al moto. Quale traiettoria segue una pietra che è lanciata orizzontalmente dalla cima di un'altura?. Parabolica. Circolare. Rettilinea orizzontale. Rettilinea verticale. Una pietra viene lanciata orizzontalmente da un'altura 20 m sopra il mare e cade in acqua con una velocità diretta 45° rispetto la verticale. Con quale velocità è stata lanciata?. 15.3 m/s. 31.2 m/s. 40.0 m/s. 19.8 m/s. Un corpo si muove di moto circolare uniforme con v = 10 m/s su una traiettoria di raggio R = 50 m, quale è la sua accelerazione?. 2 m/s^2. 0 m/s^2. 1 m/s^2. 3 m/s^2. Il display del treno su cui sto viaggiando ne segna una velocità di 288 km/h. In un tratto che affianca l'autostrada un'automobile mi appare viaggiare con una velocità di -50 m/s. Quale è la velocità dell'automobile per un osservatore fermo sul ciglio dell'autostrada?. 30 m/s in direzione opposta al treno. 30 km/h nella stessa direzione del treno. 12 m/s nella stessa direzione del treno. 108 km/h nella stessa direzione del treno. Descrivere il comportamento di un corpo in un sistema in caduta libera. Un corpo in un sistema in caduta libera (cioè un sistema che cade sotto l'effetto della sola forza di gravità, come un ascensore che cade o un astronauta in orbita) si comporta come se fosse privo di peso. Se un corpo è lasciato libero nel sistema, rimane sospeso senza cadere rispetto al sistema stesso. Se un corpo è fermo rispetto al sistema, rimane fermo; se si muove a velocità costante, continua a muoversi di moto rettilineo uniforme. Cos'è l'accelerazione di coriolis?. L’accelerazione di Coriolis è un’accelerazione apparente che agisce su un corpo in movimento in un sistema rotante, come la Terra, e provoca una deviazione del moto dalla traiettoria che avrebbe in un sistema non rotante. ac=2ω×v. Completa il primo principio della dinamica: 'Un corpo rimane nel suo stato di quiete. o di moto rettilineo uniforme fino a quando non agisce su di esso una forza risultante non nulla. fino a quando non agisce su di esso una forza. o di moto rettilineo uniforme accelerato fino a quando non agisce su di esso una forza risultante non nulla. fino a quando non agisce su di esso almeno una forza non nulla. Quali di questi oggetti potrebbe pesare approssimativamente 0.5 N?. Una moneta da un centesimo. Un giocatore di bowling. Una pallina da tennis. Una palla da bowling. Due cubi della stessa sostanza hanno lo spigolo di 1 m e 2 m. Quello che ha lo spigolo più grande ha una massa: non si può rispondere perché non si conosce il tipo di sostanza. 8 volte più grande;. quattro volte più grande;. doppia di quella del cubo più piccolo;. Qual è il peso di una mela che ha la massa di 100 g?. 0,098 N. 980 N. 98 N. 0,98 N. Galilei fece un famoso esperimento dopo essere salito sulla Torre di Pisa. Lasciò cadere due oggetti di massa diversa, e dimostrò che essi arrivavano a terra nello stesso istante. Lasciò cadere due oggetti della stessa massa, e dimostrò che arrivavano a terra nello stesso istante. Lasciò cadere due oggetti di massa diversa, e dimostrò che quello più pesante arrivava a terra prima di quello più leggero. Lasciò cadere due oggetti di massa diversa, e dimostrò che quello più pesante arrivava a terra prima di quello più leggero. Due forze di intensità 600 N e 800 N sono perpendicolari e applicate allo stesso punto. Qual è l'intensità della forza risultante?. 118,3 N. 200 N. 1400 N. 1000 N. Come è possibile far muovere un punto materiale su un arco di curva in modo tale che esso non abbia accelerazione?. Bisogna mantenere assolutamente costante la sua velocità scalare. Bisogna mantenere assolutamente costante lo spostamento. Bisogna mantenere assolutamente costante la sua velocità vettoriale. Non è possibile. Ad un corpo di 15 kg sono applicate due forze parallele. Una delle due ha intensità di 40 N.Sapendo che il corpo si muove con un'accelerazione di 2m/s2 nella direzione della prima forza, calcolare l'intensità dell'altra forza. 100 N. 10 N. 1 N. 900 N. Una forza di 10 N agisce su un punto materiale di massa m. Il punto materiale parte dalla condizione di quiete e si muove di moto rettilineo percorrendo 18 m in 6 s. Si trovi la massa m. 60 kg. 10 kg. 30 kg. 36 kg. Esporre il primo principio della dinamica. "Un corpo permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, finché una forza esterna non agisce su di esso". Spiegare in parole semplici perché quando un oggetto viene lanciato verso l'alto prima sale poi torna giù. sale grazie alla spinta iniziale dovuta al lancio, scende per la gravità che la "tira" verso il basso. Cos'è un sistema di riferimento inerziale?. Un sistema di riferimento inerziale è un sistema (come un laboratorio, un treno o uno spazio vuoto) in cui vale il primo principio della dinamica di Newton. Un peso di 25 kg è appeso a una corda che può sopportare una forza massima di 250 N. La corda regge. Non ho elementi sufficienti per rispondere. La corda si spezza. Dipende dalla forma del peso. Un carrello di peso 200 N si trova su un piano inclinato lungo 2 m e alto 1,5 m; un ragazzo cerca di tenerlo fermo, spingendolo lungo il piano. Quale forza deve esercitare il ragazzo affinché il carrello rimanga fermo sul piano?. 50 N. 100 N. 150 N. 200 N. Un carrello viene trainato lungo un binario in assenza di attriti da una forza costante di 50 N per 10 metri. Che energia cinetica acquista?. 250 J. 500 J. 1000 J. 750 J. Dall'enunciato del terzo principio della dinamica: Ogni volta che un oggetto A esercita una forza su un oggetto B , anche l'oggetto B esercita una forza sull'oggetto A. Le due forze hanno lo stesso modulo ma direzioni opposte. le due forze hanno lo stesso modulo e la stessa direzione ,ma verso opposto. le due forze sono uguali. le due forze hanno modulo inversamente proporzionale alla massa del corpo. Tra le seguenti terne di forze complanari che agiscono su un corpo puntiforme , non può assolutamente produrre una condizione di equilibrio qualunque sia l'angolo scelto fra le tre forze ?. 1N, 3N, 4N. 2N ,2N, 2N. 4 N ,4N ,5 N. 1N ,3N , 5 N. La massa di Giove è circa un millesimo di quella del Sole. Giove attira il sole e il Sole attira Giove. In quale rapporto stanno la forza che il Sole esercita su Giove e quella che Giove esercita sul Sole?. 1 : 1. 1 : 1000. 1000 : 1. Non esiste rapporto tra le due forze. Se una forza applicata a un oggetto fermo non lo mette in moto. la forza è nulla. la forza è applicata verso l'alto. ci sono altre forze che annullano l'effetto di quella forza. la forza è applicata verso il basso. Un astronauta in condizione di assenza di peso ha due valigette apparentemente identiche, chiuse; una è vuota mentre l'altra contiene un paracadute di 14 kg; come potrà distinguerle?. Le tiene una per mano e le soppesa. Lascia cadere le valigette simultaneamente dalla stessa altezza. Usa una normale bilancia a molla. Tiene le valigette per mano e le scuote avanti e indietro. Un carrello di massa 2 kg viene trainato lungo un binario in assenza di attriti da una forza costante di 50 N per 10 metri. Che velocità acquista?. 22.3m/s. 89,3 m/s. 54 m/s. 46,5 m/s. Un carrello di massa 2 kg viene trainato per 10 m lungo un binario rettilineo senza attriti da una forza costante pari a 50 N. La velocità del carrello alla fine del binario vale: 42 m/s. 52 m/s. 11 m/s. 22 m/s. La forza totale che agisce su un oggetto è la grandezza che determina: la massa dell'oggetto. la variazione di velocità dell'oggetto. l'inerzia dell'oggetto. lo spostamento dell'oggetto. Un carrello, trainato da una forza costante di 10 N, si muove con velocità costante. Che cosa puoi dedurre da queste informazioni?. La forza risultante sul carrello è 10 N. Non ci sono applicate altre forze sul carrello. La forza di attrito sul carrello vale 10 N. L'attrito è trascurabile. Quando una forza risultante di 10N agisce su un disco di hockey di massa m esso si muove con accelerazione di 50 m/s^2. Qual è la massa del disco ?. 0,1 Kg. 0,2 Kg. 0,02 Kg. 0.01 Kg. Un insetto in volo, si muove con velocità costante. Che cosa puoi dedurre da queste informazioni?. Sull'insetto non è applicata alcuna forza. L'insetto riceve una spinta verso l'alto pari al suo peso. Il peso dell'insetto è trascurabile. Dato che la velocità di volo di un insetto è bassa l'attrito è trascurabile. Un sasso affonda nell'acqua a velocità costante, quale affermazione è da ritenersi corretta?. La risultante delle forze che agiscono sul sasso è zero. Le uniche forze agenti sul sasso sono la forza peso e la forza di Archimede. Un sasso non può affondare a velocità costante. La forza di Archimede è diretta verso il basso se il sasso affonda. Un uomo che pesa 686 N ha una massa di: 80 kg. 70 kg. 60 kg. 686 kg. Una slitta si muove sottoposta a una forza F. Che cosa succede se un oggetto viene posto sulla slitta?. L'accelerazione diminuisce. Non ci sono elementi sufficienti per rispondere. L'accelerazione non cambia, perché la forza è la stessa. L'accelerazione aumenta. Un ragazzo osserva un palloncino fermo in aria e non sa spiegarne il motivo. Che cosa puoi dire delle forze che agiscono sul palloncino?. Non si può dire niente, perché non è una situazione possibile. Agisce solo la forza del vento. Non agisce nessuna forza. Agiscono più forze ma la risultante è nulla. Applico una forza costante F = 150 N a un blocco di 60 kg in assenza di attriti. Dopo 3 secondi la velocità raggiunta sarà. 0,35 m/s. 15 m/s. 11 m/s. 7,5 m/s. Applico una forza costante F = 150 N a un blocco di 60 kg in assenza di attriti. Dopo 3 secondi lo spazio percorso sarà. 0,6 m. 11,25 m. 5,50 m. 22,50 m. il secondo principio della dinamica stabilisce che un oggetto di massa A sottoposto ad una forza risultante B subisce un'accelerazione C tale che : B= A/C. A=BxC. C=AxB. B= AxC. Quale forza si deve applicare ad un corpo di massa 1,80 Kg per accelerarlo di 1,80 m/s^2?. 3,24 N. 1.00N. 0 N. 1.80 N. Esporre il concetto di forza. la forza è una spinta o una trazione che fa cambiare il movimento di un oggetto, oppure lo deforma. si misura in Newton (N). E' una grandezza vettoriale (modulo, direzione e verso). Fate un esempio del carattere vettoriale delle forze. Tiro alla fune: una squadra tira a destra e l’altra a sinistra, la forza risultante è la differenza tra le due. Esporre il secondo principio della dinamica. La forza risultante che agisce su un corpo è uguale al prodotto della sua massa per l’accelerazione che il corpo acquisisce. F=m⋅a. L'astronauta che si trova sullo shuttle in orbita intorno alla terra galleggia all'interno dell'abitacolo come se fosse senza peso. Come mai?. perchè l'attrazione della luna compensa quella terrestre. perchè la forza centrifuga compensa la forza di gravità. perchè al di fuori dell'atmosfera terrestre la gravità è nulla. perchè dentro lo shuttle non c'è aria. Un corpo di massa 3 kg è appeso a una fune. La tensione della fune è: circa 300 N. circa 30 N. circa 3 N. circa 0,3 N. Un ragazzo di 44 Kg è fermo su una bilancia Qual è l'intensita della forza peso che agisce sul ragazzo?. 44 N. 430 N. 430 Kg. 144 Kg. La forza-peso di un corpo: può essere applicata in qualsiasi punto del corpo. è applicabile solo su oggetti puntiformi. può essere applicata in qualsiasi punto della retta verticale passante per il baricentro del corpo. deve essere applicata nel baricentro del corpo. L'accelerazione subita su un piano inclinato in assenza di altre forze diverse dalla gravità. è sicuramente maggiore o uguale all'accelerazione gravitazionele. può essere maggiore o minore dell'accelerazione gravitazionale. è sicuramente minore o uguale all'accelerazione gravitazionele. non ho elementi sufficienti per rispondere. Quando un corpo scende lungo una rampa curva, senza attrito, la variazione di energia potenziale del corpo è proporzionale: alla lunghezza della rampa. non può esserci variazione di energia potenziale su un percorso curvilineo. alla distanza orizzontale percorsa dal corpo. al dislivello della rampa. Un ascensore di massa 100 Kg è tirato verso l'alto da una fune con tensione costante pari a 1500 N. La forza totale agente sull'ascensore è: 2150 N. 530 N. 520 N. 625 N. Un aereo a reazione parte da fermo dalla pista e accelera per il decollo a 2.30 m/s^2. Possiede due motori a reazione ognuno dei quali esercita una spinta di 1.40·10^5 N. Tenendo presente che si può trascurare la resistenza dell'aria, quanto vale la massa dell'aereo?. m = 122 tonnellate. m = 100 quintali. m = 6 · 105 kg. m = 1500 quintali. Trovare l'accelerazione centripeta della terra nel suo moto intorno al sole. Il raggio dell'orbita terrestre è di 1.49 · 10^8 km ed il suo periodo di rotazione è di un anno. ac = 7.3·10^(-4) m/s^2. ac = 4.3·10^(-2) m/s^2. ac = 5.7·10^(-6) m/s^2. ac = 5.9·10^(-3) m/s^2. Il cavo che sostiene un ascensore di 2100 kg può reggere una forza massima di 21750 N. Qual è la massima accelerazione verso l'alto che può imprimere all'ascensore, senza spezzarsi?. a = 1.4 m/s2. a = 6.2 m/s2. a = 0.56 m/s2. a = 9.8 m/s2. Un secchio di 120 N è calato alla velocità costante mediante una corda. Il modulo della tensione della corda è. minore di 120 N. maggiore di 120 N. dipende dalla velocità del secchio. 120 N. Un sasso di 500 g, legato ad un filo, viene fatto ruotare su una circonferenza orizzontale ad una velocità di modulo costante pari a 10.0 m/s. La lunghezza del filo è 2.0 m. Trovare la forza centripeta agente sul sasso. F = 25 N. F = 50 N. F = 15 N. F = 250 N. il peso e la massa di un oggetto sono. grandezze inversamente proporzionali. grandezze direttamente proporzionali. la stessa grandezza espressa nella stessa unità di misura. la stessa grandezza fisica espressa in unità di misura diverse. Una forza orizzontale costante di 100 N è applicata ad un blocco di 50 Kg. L'accelerazione vale: 10 m/s^2. 8 m/s^2. 2 m/s^2. 5 m/s^2. Una forza orizzontale costante di 150 N è applicata ad un blocco di 60 Kg è inizialmente fermo su di una superficie senza attriti.Dopo 3 s lo spazio percorso sarà: 82,3 m. 8,23 m. 112,5 m. 11,25 m. Una forza orizzontale costante di 150 N è applicata ad un blocco di 60 Kg è inizialmente fermo su di una superficie senza attriti. Dopo 3 s la velocità vale: 15 m/s. 7.5 m/s. 1,5 m/s. 0,75 m/s. Una forza di 10 N agisce su un punto materiale di massa m. Il punto materiale parte dalla condizione di quiete e si muove di moto rettilineo percorrendo 18 m in 6 s. Si trovi la massa m. 60 kg. 30 kg. 36 kg. 10 kg. Una mongolfiera è in volo, ferma sulla verticale rispetto al terreno. Che cosa puoi dedurre da queste informazioni?. Il principio di azione e reazione implica che la forza peso venga annullata. La massa della mongolfiera è trascurabile. Sulla mongolfiera non è applicata alcuna forza. La mongolfiera riceve una spinta verso l'alto pari al suo peso. un oggetto di massa pari a 2 kg è poggiato su un tavolo, e su di lui viene esercitata una spinta verso il basso pari a 20 N. La reazione vincolare del piano sarà circa pari a. 19,8 N. 0,2 N. 12 N. 40 N. Un oggetto compie una traiettoria circolare di raggio 2 m a velocità di 10 m/s trattenuto da un filo con tensione pari a 300 N. La massa del corpo è: 60 kg. 48 kg. 6 kg. 12 kg. Un corpo di massa m = 60 kg è soggetto, oltre alla forza peso ad una forza verticale di 450 N orientata verso l'alto. L'accelerazione del corpo è. 7,5 m/s^2 verso il basso. 2,3 m/s^2 verso il basso. 7,5 m/s^2 verso l'alto. 2,3 m/s^2 verso l'alto. Cos'è il peso?. Il peso è la forza gravitazionale che agisce su un corpo, proporzionale alla sua massa e all’accelerazione g del pianeta. Il peso è la forza con cui un corpo viene attratto verso un corpo celeste (come la Terra) a causa della gravità. P=m⋅g. Perché occorre definire quelle forze che prendono il nome di reazioni vincolari?. Le reazioni vincolari sono forze che nascono quando un corpo è vincolato o bloccato in qualche modo, per esempio appoggiato su un piano, sospeso a una corda, etc. Le reazioni vincolari sono le forze che i vincoli esercitano per impedire movimenti non desiderati, e definirle ci aiuta a capire e calcolare il comportamento reale dei corpi nei sistemi fisici. Esporre i concetti base della caduta dei gravi. La caduta dei gravi è il moto di un corpo che si muove sotto l’unica azione della forza di gravità, cioè la forza peso, senza altre forze significative come l’attrito dell’aria. La massa del corpo non influisce sul tempo di caduta o sulla velocità finale, perché l’accelerazione è la stessa per tutti. Il moto di caduta libera è un esempio di moto rettilineo uniformemente accelerato, cioè un moto lungo una linea retta con accelerazione costante. Cos'è una reazione vincolare?. La reazione vincolare è una forza esercitata da un vincolo (come un piano, un filo, una cerniera) su un corpo per impedirne il movimento in una determinata direzione, in risposta a un'altra forza applicata. Cos'è la massa?. La massa è una proprietà intrinseca di un corpo che misura: -La quantità di materia che lo compone. -La resistenza all'accelerazione (inerzia) quando è applicata una forza (seconda legge di Newton). -L'intensità dell'attrazione gravitazionale che subisce e genera (legge di gravitazione universale). È possibile misurare una forza centrifuga?. Sì, ma soltanto se ci si trova in un sistema di riferimento non inerziale. No, perché si tratta di una forza apparente. Sì, ma soltanto se ci si trova in un sistema di riferimento inerziale. Si ma occorre un dinamometro rotazionale. Due cavalli tirano un grosso masso esercitando ognuno una forza di 500 N. Le forze sono perpendicolari fra loro ma il masso rimane fermo. Che cosa si può dedurre da questo fatto?. Non è una situazione fisica possibile. Il masso ha un peso di 500 N. La forza di attrito è circa 700 N. La forza di attrito è 500 N. Due masse, m1=2 kg, m2=5 kg, poggiate su un piano orizzontale scabro con attrito μd1=0.3 e μd2=0.2, sono collegate da un filo. Quale forza orizzontale bisogna applicare ad una di esse perché si muovano a velocità costante?. 8.85 N. 22.5 N. 31.4 N. 15.7 N. Un blocco viene tirato orizzontalmente applicando una forza F e scorre a velocità costante lungo un piano che gli applica una forza di attrito f. Se si indica con P il peso del blocco e con N la reazione vincolare normale del piano, si ha che: F > f e N = P. F = f e N = P. F = f e N > P. F = f e N <P. Perché nell'ultima fase della loro discesa le gocce di pioggia cadono a velocità costante?. perché la forza di gravità è trascurabile per piccoli corpi come le gocce di pioggia. perché non c'è attrito. perché la forza di attrito viscoso dell'aria bilancia la forza di gravità. perché la forza di gravità è la stessa per tutte le gocce. Un aeroplano di massa 1000 kg viaggia a una velocità costante di crociera. Sapendo che la forza di attrito dell'aria a tale velocità è pari a 1800 N, il modulo della risultante delle forze sull'aereo è. 0 N. 1800 N. 10000 N. 3800 N. Per spostare un mattone fermo sul pavimento, la forza di primo distacco vale 15 N. Se sul mattone ne viene posto uno uguale dello stesso peso, che cosa succede?. La forza di primo distacco raddoppia. Il coefficiente di attrito statico diventa doppio, perché c'è più attrito. La forza di primo distacco rimane identica perché la superficie di contatto fra pavimento e mattone è sempre la stessa. Non si può dire niente perché non è noto il peso del mattone. In un parco acquatico, un bambino di massa 20 kg scivola lungo un piano inclinato su cui scorre dell'acqua. L'altezza del piano è 2 m. Arriva nella piscina sottostante con la velocità di 7,2 m/s. Quale delle seguenti affermazioni è corretta?. Non si può rispondere perché non si conosce la lunghezza del piano. Non è possibile che abbia raggiunto la piscina con quella velocità. L'energia meccanica è diminuita. L'energia meccanica si è conservata perché l'acqua ha eliminato l'attrito. Un nuotatore si muove nell'acqua alla velocità costante di 0.22 m/s. La resistenza del fluido è di 110 N. Quanto vale la potenza sviluppata dal nuotatore?. P = 24 W. P = 30 W. P = 16 W. P = 10 W. Una forza orizzontale di 24 N viene applicata a una cassa del peso di 240 N per farla avanzare a velocità costante. Il coefficiente di attrito è. 0,1. 1,2. 0,05. 0,2. Se un punto materiale passa dalla velocità di 10 m/s alla velocità di 20 m/s nello spazio di 75 m, muovendosi di moto accelerato uniforme, quale sarà la sua accelerazione?. a = 20 m/s^2. a = 5 m/s^2. a = 3 m/s^2. a = 2 m/s^2. Una slitta striscia alla velocità iniziale di 4 m/s. Se il coefficiente di attrito tra la slitta e la neve è 0.14, quanto spazio percorrerà la slitta strisciando, prima di fermarsi?. 1.4 m. 5.8 m. 11.6 m. 57.1 m. Se un punto materiale passa dalla velocità di 10 m/s alla velocità di 20 m/s nello spazio di 75 m, muovendosi di moto accelerato uniforme, quale sarà la sua accelerazione?. a = 3 m/s^2. a = 20 m/s^2. a = 5 m/s^2. a = 2 m/s^2. La velocità di un disco da hockey di 500g diminuisce a un ritmo di 0.61 m/s^2. Il coefficiente di attrito dinamico è. 0,62. 0,12. 0,062. 0,35. Il motore di un modellino d'aereo di 2 kg esercita sull'aereo una forza di 10 N. Se l'aereo accelera a 3 m/s2, qual'è il modulo della forza della resistenza dell'aria che agisce sull'aereo?. F = 12 N. F = 6 N. F = 16 N. F = 4 N. Una persona trascina una valigia lungo un pavimento orizzontale scabro. Contro quale forza questa persona compie lavoro?. Reazione del pavimento. Forza di attrito statico. Forza gravitazionale. Forza di attrito dinamico. Una scatola di pasta di 0.55 Kg è ferma sul tavolo. Per muoverla occorre applicare orizzontalmente una forza di 2.8 N. Qual è il coefficiente di attrito statico fra la scatola e il tavolo?. 0,12. 1,9. 0,33. 0,51. Un blocco di massa m =2Kg sottoposto ad una forza di F=2N costante e parallela al piano di appoggio. Si verifica che però il moto risultante è accelerato uniformemente con accelerazione 0,5 m/s^2. Se ne conclude che la forza di attrito. vale 1 N. è uguale alla forza F. è nulla. è ortogonale al piano d'appoggio. Un'automobile percorre un'autostrada a velocità costante di 130 km/h. Ci sono attriti predominanti in questa situazione?. Attrito viscoso. Attrito statico. No, gli attriti possono essere trascurati. Attrito dinamico. Una slitta striscia alla velocità iniziale di 4 m/s. Se il coefficiente di attrito tra la slitta e la neve è 0.14, quanto spazio percorrerà la slitta strisciando, prima di fermarsi?. 5.8 m. 11.6 m. 57.1 m. 1.4 m. Una palla è lanciata verso l'alto con una velocità maggiore della sua velocità limite, mantenendo una traiettoria rettilinea fino a ricadere di nuovo a terra da dove era stata lanciata. La forza di resistenza viscosa dell'aria è maggiore. subito prima di atterrare. mai, essendo costante. nel punto di massima altezza. subito dopo il lancio. Un palloncino gonfiato con una pompa da bicicletta viene lasciato cadere dal soffitto di una palestra, fino al pavimento, 10 m sottostante. Quale affermazione è vera?. Il moto è accelerato quindi la velocità crescerà sempre. Nel tratto finale cadrà con velocità pressoché costante. Non può cadere, se è riempito di aria galleggerà. E' sottoposto solo alla forza peso. Un mattone scivola su un piano orizzontale quale delle seguenti azioni aumenta la forza d'attrito: aumentare la superficie di contatto. tirarlo con una fune. diminuire la superficie di contatto. appoggiare un mattone su di esso. Un blocco di massa 30 kg è fermo su un piano orizzontale con coeffciente di attrito statico 0.40. Ad esso è attaccata una fune inestensibile di massa trascurabile che, dopo esser passata attraverso una puleggia senza attrito al bordo del piano orizzontale, è legata all'altro suo estremo ad un corpo sospeso. Quale massa deve avere come minimo il corpo sospeso perché il primo blocco inizi a muoversi lungo il piano orizzontale?. 12 kg. 42 kg. 24 kg. 30 kg. Si tira una cassa di 12 kg, tramite una fune tesa che sottende un angolo di 30° con la direzione orizzontale verso l'alto. Sapendo che il coefficiente di attrito statico è 0.3, per far muovere la cassa si deve applicare una forza minima di intensità. 51.3 N. 34.7 N. 40.7 N. 22.3 N. Si applica una forza orizzontale di 10 N a un blocco di 4 kg, poggiato su un piano orizzontale con coefficienti di attrito dinamico 0.4 e attrito statico 0.5. La forza di attrito sul bloco è pari a. 19.6 N. 10 N. 5.7 N. 15.8 N. Se vogliamo trascinare a velocità costante un oggetto inizialmente fermo, dovremo applicare una forza. soltanto all'inizio, per metterlo in movimento; poi possiamo continuare a spostarlo senza applicare alcuna forza. costante nel tempo, purché sia superiore alla forza di attrito statico. minore all'inizio, per metterlo in moto, poi sempre più grande per mantenerlo in moto. maggiore all'inizio, per metterlo in moto; poi possiamo applicare una forza minore per continuare a spostarlo. Quando un'automobile percorre un tratto ghiacciato e frena, perché è preferibile che le ruote continuino a rotolare piuttosto che bloccarsi?. Perché l'attrito dinamico del rotolamento è più efficace dell'attrito statico dello scivolamento. Perché l'attrito dinamico del rotolamento è meno efficace dell'attrito statico dello scivolamento. Perché l'attrito statico del rotolamento è più efficace dell'attrito statico dello scivolamento. Perché l'attrito statico del rotolamento è più efficace dell'attrito dinamico dello scivolamento. Quale forza devo esercitare per muovere un blocco di 100 kg con attrito statico di coefficiente pari a 0,60?. circa 100 N. circa 600 N. circa 60 N. circa 1000 N. Qual è la forza necessaria per tirare a velocità costante una massa m=2.0 kg indicata in figura su cui agisce un attrito dinamico con coefficiente μd=0.3?. 12 J. 12 N. 5,9 N. 5,9 J. Qual è la forza necessaria per tirare a velocità costante una massa m=20 kg che scivola su un piano orizzontale con attrito dinamico di coefficiente μd=0.3?. 5.9 J. 59 N. 5.9 N. 59 J. Perché, se si deve spostare un pesante tronco cilindrico, è più facile farlo rotolare piuttosto che tirarlo attaccato a una corda?. Perché le forze d'attrito di rotolamento sono meno intense di quelle d'attrito radente. Perché le forze d'attrito statico sono maggiori di quelle d'attrito dinamico. Perché le forze d'attrito sono parallele al terreno. Perché nel rotolamento non c'è attrito. Quale comportamento è tipico di un oggetto in caduta libera in un mezzo viscoso?. Un oggetto in caduta libera in un mezzo viscoso: Inizia accelerando (se parte da fermo). Rallenta la sua accelerazione man mano che la resistenza del mezzo aumenta. Raggiunge una velocità costante (velocità terminale) quando la forza viscosa bilancia la gravità. L'attrito dinamico e le sue proprietà essenziali. L’attrito dinamico è la forza che si oppone al moto relativo tra due superfici che stanno già scivolando l’una sull’altra. F.att.din.=μd⋅N È proporzionale alla forza normale - Non dipende dalla superficie di contatto - È indipendente dalla velocità - È minore dell’attrito statico massimo - Si Oppone Sempre al Moto. L'attrito statico e le sue proprietà essenziali. L’attrito statico è la forza che si oppone all’inizio del movimento tra due superfici ferme l’una rispetto all’altra. Agisce fino a che l’oggetto non si muove. F.att.sta=μs⋅N È una forza variabile, l’attrito statico si adatta alla forza applicata - Impedisce il movimento iniziale - È maggiore dell’attrito dinamico - Dipende dalla forza normale - Non dipende dalla superficie di contatto - Non agisce se l’oggetto si muove. Che differenza c'è tra attrito statico e attrito dinamico?. L'attrito statico e dinamico sono due tipi di forze che si oppongono al movimento tra superfici a contatto, ma con comportamenti distinti. Attrito Statico: Agisce quando le superfici sono ferme l'una rispetto all'altra. Impedisce l'inizio del moto. È una forza "adattabile": aumenta fino a un massimo. Attrito Dinamico: Agisce quando le superfici sono già in movimento relativo. Si oppone al moto in corso. Ha un valore costante (indipendente dalla velocità). L'attrito statico è sempre maggiore di quello dinamico per le stesse superfici. Che differenza c'è tra attrito dinamico e attrito viscoso?. Attrito Dinamico: Si manifesta tra due superfici solide a contatto diretto in movimento relativo Attrito Viscoso: Si verifica quando un oggetto solido si muove attraverso un fluido Attrito Dinamico: Indipendente dalla velocità Attrito Viscoso: Dipende dalla velocità Attrito Dinamico: Dipende dalla forza normale Attrito Viscoso: Non dipende dalla forza normale. Perché una goccia di pioggia che cade da migliaia di metri di altezza non acquisisce abbastanza energia da ucciderci?. Le gocce di pioggia raggiungono rapidamente una velocità massima costante (velocità terminale) a causa dell'attrito viscoso con l'aria (anche forma e massa delle gocce sono attori nel non ucciderci, la grandine ad esempio è più pericolosa). Esponete le tipologie di attrito che conoscete spiegandone i concetti fondamentali. Attrito statico: Agisce tra superfici ferme tra loro. Impedisce l’inizio del movimento. Attrito dinamico: Agisce tra superfici solide in movimento relativo. Ha intensità costante (a velocità non elevate) Attrito di rotolamento: Agisce su un oggetto che rotola su una superficie. È molto minore dell’attrito dinamico. Attrito viscoso: Agisce quando un oggetto si muove in un fluido (aria, acqua, olio). Dipende dalla velocità. Correre e nuotare hanno una grande differenza di dispendio energetico. Quale a vostro avviso è l'elemento distintivo fondamentale di queste discipline?. La resistenza del mezzo (aria vs acqua) Correre avviene nell’aria, che è molto poco densa e oppone bassa resistenza al movimento. Nuotare avviene nell’acqua, che è circa 800 volte più densa dell’aria. Un oscillatore forzato si dice in risonanza con la forza esterna quando. la frequenza con cui viene impressa la forza è molto simile alla frequenza propria del sistema. l'ampiezza dell'oscillazione varia lentamente nel tempo. la frequenza con cui viene impressa la forza è molto diversa dalla frequenza propria del sistema. l'ampiezza dell'oscillazione varia rapidamente nel tempo. Quale condizione deve soddisfare una forza per indurre in un corpo un moto armonico semplice ?. La forza deve essere proporzionale e opposta allo spostamento del corpo dalla posizione di equilibrio. In cosa consiste la condizione di risonanza in un oscillatore armonico forzato?. La risonanza si verifica quando la frequenza della forza esterna coincide con la frequenza naturale del sistema. Descrivere l'oscillatore armonico. Un oscillatore armonico è un sistema fisico in cui un corpo oscilla attorno a una posizione di equilibrio sotto l’azione di una forza proporzionale e opposta allo spostamento. Discutere il moto del pendolo. Da quali grandezze dipende il suo periodo di oscillazione?. Il pendolo semplice è un sistema fisico fondamentale che mostra un moto oscillatorio quando spostato dalla sua posizione di equilibrio. Un pendolo semplice è costituito da: Una massa puntiforme m Un filo inestensibile di lunghezza L Un pivot ideale (senza attrito) Il periodo T (tempo per un'oscillazione completa) dipende dalla lunghezza L (più lungo è il filo, maggiore è il periodo) e dalla accelerazione gravitazionale g. Definire le grandezze caratteristiche degli oscillatori: periodo frequenza e pulsazione. Periodo (T) È il tempo necessario per compiere un’oscillazione completa (andata e ritorno). Unità di misura: secondi (s). Frequenza (f) È il numero di oscillazioni compiute nell’unità di tempo. Si misura in hertz (Hz) Pulsazione (ω) È la velocità angolare con cui si svolge il moto armonico. Si misura in radianti al secondo (rad/s). Ci troviamo su un ascensore in moto e misuriamo un'accelerazione, rispetto alle pareti dell'ascensore, di modulo g diretta verso l'alto per un corpo, che era poggiato sul pavimento quando l'ascensore era fermo. L'ascensore: sta scendendo con accelerazione g/2. sta salendo a velocità costante. sta scendendo con accelerazione 2 g. sta salendo con accelerazione g. Quali delle seguenti grandezze è scalare?. il peso. la massa. la forza. lo spostamento. Un pendolo è formato da una massa m appesa ad un sottile filo metallico. Se si aumenta la temperatura del sistema, il periodo di oscillazione. non possiamo determinarlo. aumenta. diminuisce. rimane lo stesso. Due masse, m1=2 kg, m2=5 kg, poggiate su un piano orizzontale scabro con attrito μd1=0.3 e μd2=0.2, sono collegate da un filo. Quale forza orizzontale bisogna applicare ad una di esse perché si muovano a velocità costante?. 15.7 N. 31.4 N. 8.85 N. 22.5 N. Un corpo scivola su un piano orizzontale con velocità costante. Su di esso agiscono una forza di 2 N verso sinistra e una forza di 6 N verso destra. Quanto vale la forza di attrito?. 4 N verso destra. 4 N verso sinistra. non si può determinare in quanto dipende dalla massa del corpo. 0. Una molla è appesa al soffitto. Al suo estremo libero è agganciato un corpo di 0,54 Kg. Quando la massa viene tolta la molla si accorcia di 0,44 m. Qual è la costante elastica della molla?. 14 N/m. 15 N /m. 45 N/m. 12 N/m. Una molla a cui è applicata una forza di 12 N si allunga di 3,0 cm. Di quanto si allunga se viene applicata una forza di 60 N?. 6,0 cm. 10 cm. 15 cm. 7,5 cm. Una macchina di Atwood ha appese al filo una massa di 9 kg e una massa di 11 kg. Quale è la loro accelerazione?. g/20. g/10. g/2. g/5. La condizione di equilibrio per un punto materiale implica. che il punto non sia sottoposto a forze. che le forze siano uguali ai momenti. che la somma delle forze sia nulla. che la somma delle forze e dei momenti sia nulla. La pulsazione del moto armonico di un corpo di massa m che oscilla sotto l'azione della forza di richiamo elastica di una molla di costante k è data. dalla radice quadrata del rapporto k/m al quadrato. dalla radice quadrata del rapporto k/m. dal rapporto m/k. dalla radice quadrata del rapporto m/k. Qual è la forza esercitata da una molla con coefficiente k = 5000 N/m è compressa di Delta_x = 30 cm. 1500 N. 3000 N. 4500 N. 6000 N. Quale affermazione NON è corretta?. Se a uno stesso punto materiale sono applicate tre o più forze non nulle, la forza totale agente sull'oggetto è sicuramente non nulla. Se su un punto materiale agiscono tre forze, di cui due sono eguali e opposte tra loro, il movimento del punto è determinato soltanto dalla terza forza. Se tutte le forze applicate a un punto materiale hanno la stessa direzione e verso, anche la forza totale agente sul punto avrà quella direzione e quel verso. Se a uno stesso punto materiale sono applicate tre o più forze non nulle, la direzione della forza totale agente sull'oggetto è sicuramente non nulla. Se a una molla appesa al soffitto appendo prima un peso di 1 kg epoi uno di 2 kg. l'allungamento della molla raddoppia. l'allungamento della molla quadruplica. la lunghezza della molla raddoppia. la lunghezza della molla quadruplica. Su un corpo che si muove a velocità costante in un riferimento inerziale: agisce un sistema di forze con risultante nulla. agisce una forza di attrito. agisce un sistema di forze con risultante uniforme. agisce la forza di gravità. Un corpo di massa 1 kg è sottoposto alla forza di gravità e ad una forza costante di modulo 9.8 N diretta orizzontalmente. Che moto seguirà il corpo?. uniformemente accelerato diretto a 45° dal suolo. rettilineo uniforme diretto a 45° dal suolo. parabolico. uniformemente accelerato orizzontale. Un corpo di massa m = 200 g oscilla attaccato ad una molla di costante elastica k = 20 N/m. Quanto vale il periodo dell'oscillazione?. 0.628 s. 62.8 s. 3.14 s. 6.28 s. Un corpo di massa pari a 4 kg è appeso a un filo a formare un pendolo di periodo pari a 10s. Se si attacca allo stesso filo un corpo di massa 1 kg il periodo: quadruplica. dimezza. rimane uguale. raddoppia. Un peso di 1 kg è poggiato su una molla di massa trascurabile disposta verticalmente con k = 100 N/m. La molla è compressa di. circa 50 cm. circa 1 m. circa 1 cm. circa 10 cm. Un punto materiale è in equilibrio quando. tutte le forze a esso applicate siano eguali a zero. la risultante delle forze applicate al punto sia il vettore nullo. le forze applicate sul punto abbiano tutte modulo uguale. le forze applicate sul punto abbiano tutte direzione uguale. Una biglia appoggiata su un tavolo piano si trova in una posizione di: equilibrio indifferente. equilibrio iperstabile. equilibrio stabile. equilibrio instabile. Una molla compressa di 30 cm esercita una forza di 150 N; il suo coefficiente elastico è. 40 N/m. 50 N/m. 500 N/m. 4 N/m. Si trascina una slitta tirando un filo inestensibile di massa trascurabile. Che modulo e verso ha la tensione del filo nei suoi estremi?. Verso opposto diretto sempre verso l'interno del filo e modulo più grande nell'estremo dove è attaccata la slitta. Stesso modulo e stesso verso, diretto sempre verso la direzione di avanzamento della slitta. Modulo nullo. Stesso modulo e verso opposto, diretto sempre verso l'interno del filo. Una molla con coefficiente k= 1000 N/m è compressa di 10 cm. Eserciterà una forza di. 1000 J. 100 N. 1000 N. 100 J. Una molla ha la costante elastica di 2000 N/m. Quale delle seguenti affermazioni è falsa?. Si allunga di un decimetro con un peso di 200 N. Si allunga di un metro con un peso di 2000 N. Si allunga di un centimetro con un peso di 20 N. Può sopportare una forza di 2000 N. Un corpo scivola su un piano orizzontale con velocità costante. Su di esso agiscono una forza di 2 N verso sinistra e una forza di 6 N verso destra. Quanto vale la componente verticale della risultante delle forze?. 4 N verso il basso. 4 N verso destra. mg verso il basso. 0. Descrivere il comportamento della molla oscillante scrivendone l'equazione del moto. Il comportamento di una molla oscillante può essere descritto dal moto armonico semplice, quando si trascura l'attrito e si suppone che la molla segua la legge di Hooke. x(t) = A * cos( √(k/m) * t ). Introdurre la legge di Hooke e il comportamento delle molle. La legge di Hooke descrive il comportamento elastico delle molle: la forza 𝐹 esercitata da una molla è proporzionale allo spostamento 𝑥 dalla sua posizione di equilibrio e ha verso opposto: F=−k⋅x dove 𝑘 è la costante elastica della molla, che misura la sua rigidità. Quando la molla viene compressa o allungata, tende a tornare alla posizione di equilibrio. Esporre la condizione di equilibrio per un oggetto puntiforme. Un oggetto puntiforme è in equilibrio quando la somma vettoriale di tutte le forze applicate su di esso è nulla. In altre parole, la risultante delle forze deve essere il vettore nullo affinché l’oggetto resti fermo o si muova con velocità costante. Dire che cosa si intende per equilibrio stabile, instabile, indifferente. Equilibrio stabile: se spostato, l’oggetto tende a tornare alla posizione iniziale Equilibrio instabile: se spostato, l’oggetto si allontana sempre di più dalla posizione iniziale Equilibrio indifferente: se spostato, l’oggetto resta nella nuova posizione senza tornare né allontanarsi. In una partita di calcio il pallone è tirato in una traiettoria a pallonetto. Trascurando la resistenza dell'aria, quale delle seguenti affermazioni NON E' CORRETTA quando il pallone si trova nel punto più alto della traiettoria?. La componente verticale della velocità del pallone è nulla. Il pallone ha accelerazione g. Il pallone è stato in aria per la metà del suo tempo totale di volo. Tutta l'energia cinetica iniziale del pallone è stata trasformata in energia potenziale. Quando la velocità di un punto materiale aumenta. la sua quantità di moto e la sua energia cinetica si conservano. la sua quantità di moto aumenta più della sua energia cinetica. la sua energia cinetica aumenta più della sua quantità di moto. la sua quantità di moto e la sua energia cinetica aumentano nella stessa misura. Una bambina si dondola sull'altalena. Quando l'altalena è nel suo punto più basso l'accelerazione centripeta: è diretta parallelamente alla traiettoria. non c'è accelerazione centripeta. è diretta verso l'alto. è diretta verso il basso. Un libro di massa 2 kg si trova sul pavimento. Quanto lavoro occorre fare per poggiarlo su un tavolo alto 90 cm?. L = 7.3 J. L = 27.0 J. L = 17.6 J. L = 14.6 J. Quando una particella ruota descrivendo una circonferenza, una forza centripeta diretta verso il centro di rotazione agisce su di essa. Perchè tale forza non esegue lavoro sulla particella?. perchè in genere il moto avviene su un piano orizzontale. perchè il centro della circonferenza non si muove. perchè accelerazione centripeta e forza centripeta hanno la stessa direzione. perchè la velocità della particella è ortogonale alla forza centripeta. Calcolare il lavoro che bisogna compiere per far variare la velocità di un corpo di massa m = 5 kg da 4 m/s a 8 m/s: L =120 J. L = 12 J. L = 24 J. L = 20 N. Un carrello di massa 2 kg viene trainato per 10 m lungo un binario rettilineo senza attriti da una forza costante pari a 50 N. L'energia cinetica del carrello allafine del binario vale: 750 N. 250 N. 500 N. 1000 N. Esporre il teorema delle forze vive. Il lavoro compiuto dalla forza risultante agente su un corpo è uguale alla variazione della sua energia cinetica. Un aereo a velocità costante di 300 km all'ora trascina uno striscione con forza pari a 1000 N. Quale lavoro compie in 30 minuti?. 1.5*10^8J. 1,5*10^6 J. -1.5*10^8J. -1,5*10^6 J. Quando su un corpo viene fatto un lavoro negativo, la forza applicata al corpo: è parallela allo spostamento;. si oppone allo spostamento. è costante;. è variabile;. Un argano fa salire in verticale un sacco di cemento di massa 50 kg alla velocità costante di 3 m/s. Qual è la potenza dell'argano?. 1.5 kW. 3.0 kW. 150 kW. 150 W. Due persone scalano una montagna: una segue i tornanti, mentre l'altra si arrampica in linea retta verso la cima. Supponendo che ambedue abbiano lo stesso peso, quale delle due compie maggiore lavoro contro la forza di gravità?. Quella che segue i tornanti, perchè percorre uno spazio più lungo. Quella che si arrampica, perchè deve produrre un maggiore sforzo. Compiono lo stesso lavoro. Il lavoro dipende dal tempo impiegato per la scalata. Una massa di 5.0 kg viene sollevata fino ad una quota di 20 cm sopra il pavimento. Quanto vale la sua energia potenziale rispetto al pavimento?. E = 0.980 J. E = 9.80 J. E = 980.0 J. E = 98.0 J. Con una potenza di 280 W è possibile fornire un lavoro di 1500 J in. 54 secondi. 420 secondi. 420000 secondi. 5,4 secondi. Due motori che hanno potenze diverse possono compiere lo stesso lavoro?. Sì, se impiegano lo stesso tempo. No, in nessun caso. Sì, se sono uguali. Sì, se impiegano un tempo diverso. In quale tra questi casi la forza che agisce compie un lavoro nullo?. Il giocatore ferma una palla che gli viene lanciata. Il gesso che spinge sulla lavagna. Il peso che agisce su un corpo che sale. Il peso su una valigia che cammina su un nastro trasportatore orizzontale. In quale tra questi casi la forza che agisce compie un lavoro positivo. I mattoni sottostanti sorreggono il mattone posto in cima a una colonna. Una calamita attira uno spillo caduto a terra. Il giocatore ferma una palla che gli viene lanciata. Il gesso spinge sulla lavagna. In quale tra questi casi la forza che agisce compie un lavoro resistente. Il peso che agisce su un corpo che sale. Una donna che tira un carrello inizialmente fermo. Un uomo che spinge un carrello inizialmente fermo. Il peso che agisce su un corpo che scende. La potenza sviluppata è uguale al rapporto tra. il lavoro fornito e l'unità di tempo. la potenza totale e lo spazio percorso. il lavoro fornito e lo spostamento complessivo. il lavoro fornito e il tempo complessivamente impiegato. Per sollevare un peso di 2550 N fino a 2 m occorrono. 5100 W. 2550 W. 2550 J. 5100 J. Quanto lavoro è necessario per accelerare un'automobile di massa 1600 Kg da 80 km/h a 100 km/h?. 2,22*10^4 W. 2,22*10^5 W. 2,22*10^4 J. 2,22*10^5 J. Se spingo per un certo tempo con la mano un carrello su una superficie orizzontale liscia, chi compie un lavoro?. Il carrello. La mia mano. La forza esercitata dalla mia mano. La forza-peso del carrello. Un ascensore di massa 1000 kg sale dal livello del suolo ad una altezza di 50 m in 20 secondi. Quanto vale la potenza sviluppata dal motore?. 24.5 kJ. 240 kW. 24,5 kW. 240 kJ. Un ascensore di massa 1000 kg sale dal livello del suolo ad una altezza di 50 m in 20 secondi. Trascurando l' effetto delle forze di attrito, quanto vale la potenza media sviluppata dal motore?. 24,5 kJ. 24.5 kW. 240 W. 24,5 J. Un ascensore impiega 30 secondi per salire i sei piani di un edificio, mentre un montacarichi impiega 10 secondi per salire un solo piano. Ciò significa che: la potenza dell'ascensore è due volte maggiore della potenza del montacarichi. la potenza del montacarichi è due volte maggiore della potenza dell'ascensore. la potenza del montacarichi è quattro volte maggiore della potenza dell'ascensore. la potenza del montacarichi è cinque volte maggiore della potenza dell'ascensore. Un oggetto spinto da una forza di 100 N si sposta di 2 metri. Il lavoro compiuto dalla forza è: 50 J. zero. 400 J. 200 J. Un'automobile di massa 1000 kg percorre un rettilineo alla velocità costante di 30 m/s; quale è il lavoro compiuto dal motore per portarla a tale velocità?. 3600 kJ. 450 kJ. 900 kJ. 1800 kJ. Una gru compie un lavoro di 90 kJ per sollevare un carico di massa 500 kg. A che altezza lo solleva?. 36,8 m. 15,3 m. 18,4 m. 23,5 m. Una gru di un cantiere edile lascia discendere a terra una sbarra di 300 Kg a velocità costante. Quale forza applica alla sbarra?. 1120 N. 3580 N. 6500 N. 2940 N. Una motocicletta di 100 kg si muove con velocità di 72 km/h. Quanto vale la sua energia cinetica?. 7,2 * 10^3 J. 2,0 * 10^4 J. 3,0 * 10 ^4 J. 3,6 * 10^4 J. Una palla da baseball di massa 0.2 kg viene lanciata verso l'alto con velocità vo=20 m/s. Quale lavoro compie la forza impressa nella fase di lancio per farlo arrivare all'altezza h?. circa 400 W. circa 400 J. circa 40 J. circa 20 W. Una pallottola da 3.0 g che viaggia ad una velocità di 400 m/s viene frenata da un albero. Quanto calore la pallottola cede all'albero?. 240 J. 150 J. 150 W. 240 W. Quando un escursionista sale su un monte, il lavoro compiuto su di lui dalla forza gravitazionale sarà diverso se egli percorre un sentiero breve e ripido invece di un sentiero lungo e poco ripido?. Per rispondere occorre sapere il tempo impiegato nei due casi. No, è lo stesso. è il lavoro è maggiore per il percorso più lungo. Il lavoro è lo stesso soltanto se i tempi sono gli stessi. Definire la potenza in meccanica e fare un esempio. In meccanica, la potenza è il rapporto tra il lavoro compiuto e il tempo impiegato: P = L / t (dove P è la potenza, L il lavoro in joule, t il tempo in secondi) indica quanta energia viene utilizzata o prodotta in un certo intervallo di tempo esempio: Una lampadina da 60 W consuma 60 joule di energia al secondo. Enuncia il teorema dell'energia cinetica per il moto di un punto materiale, precisando l'ambito di validità. Il lavoro compiuto dalla forza risultante agente su un punto materiale è uguale alla variazione della sua energia cinetica. L_tot = ΔE_c = E_c(finale) - E_c(iniziale) Il teorema vale per un punto materiale soggetto a forze meccaniche in un sistema di riferimento inerziale. Cos'è l'energia cinetica? Che rapporti ha con il lavoro meccanico?. L'energia cinetica è l'energia posseduta da un corpo a causa del suo movimento. Si calcola con la formula: energia cinetica = ½ × massa × velocitಠIl lavoro compiuto dalla forza risultante su un corpo è uguale alla variazione della sua energia cinetica. Dare la definizione di lavoro di una forza. Il lavoro di una forza è una grandezza fisica scalare che misura l'effetto di una forza quando questa provoca uno spostamento del suo punto di applicazione Lavoro = forza × spostamento × cos(θ) con θ angolo tra forza e spostamento. Definire il lavoro meccanico e fare qualche esempio di lavoro positivo negativo e nullo. Il lavoro meccanico (L) è una grandezza fisica scalare che misura l'energia trasferita da una forza a un corpo quando ne causa uno spostamento. con θ angolo tra forza e spostamento: Positivo 0° ≤ θ < 90° Sollevare una borsa verso l'alto. Negativo 90° < θ ≤ 180° Frenare una bicicletta in movimento. Nullo θ = 90° oppure s = 0 Sostenere una scatola a mezz'aria senza muoverti. Quando un escursionista sale su un monte, il lavoro compiuto su di lui dalla forza gravitazionale sarà diverso se egli percorre un sentiero breve e ripido invece di un sentiero lungo e poco ripido?. Per rispondere occorre sapere il tempo impiegato nei due casi. No, è lo stesso. Il lavoro è lo stesso soltanto se i tempi sono gli stessi. è il lavoro è maggiore per il percorso più lungo. Quando una pallottola da 3.0 g, che viaggia ad una velocità di 400 m/s, passa attraverso un albero, la sua velocità è ridotta a 200 m/s. Quanto calore viene prodotto e scambiato tra la pallottola e l'albero?. Q = 0 J. Q = 12 J. Q = 480 J. Q = 180 J. Cosa è un campo di forze conservativo?. Un campo di forze conservativo è un campo in cui il lavoro compiuto dalla forza per spostare un oggetto tra due punti non dipende dal percorso seguito, ma solo dalle posizioni iniziale e finale. Dare la definizione di forza conservativa. Una forza conservativa è una forza per cui il lavoro compiuto per spostare un oggetto tra due punti non dipende dal percorso seguito, ma solo dalla posizione iniziale e finale. Una palla da baseball di massa 0.2 kg viene lanciata verso l'alto con velocità vo=20 m/s. Quanto vale l'altezza massima raggiunta h?. circa 200 m. circa 0,2 km. circa 20 m. circa 2 m. Un monitor è poggiato su un muro e ha un'energia potenziale di 490 J. Quale delle seguenti affermazioni è corretta?. Il monitor pesa 4,9 N, l'altezza è 10 m. Nessuna delle altre risposte è vera. La massa del monitor è 49 kg e l'altezza del muro è 10 m. La massa del monitor è 20 kg e l'altezza del muro è 4,9 m. Un corpo di 2 kg si muove in un certo istante a 10 m/s. Si applica una forza di intensità 6 N in direzione del moto, mentre il corpo percorre una distanza di 5 m. Quanto lavoro ha compiuto la forza?. 60 J. 15 N. 30 J. 30 N. Un argano fa salire in verticale un sacco di cemento di massa 50 kg alla velocità costante di 3 m/s. Qual è la potenza dell'argano?. 3.0 kW. 150 kW. 150 W. 1.5 kW. Voglio lanciare una palla del peso di 200 g verso l'alto ad un'altezza di 20 m sulla verticale; L'energia che occorre è: 50 J. 10 J. 39,2 J. 40,8 J. Una sfera di massa 50 g viene rilasciata da una molla con coefficiente k = 40 N*m compressa di 7 cm. La velocità con cui la sfera lascia la molla è: circa 10 m/s. circa 20 m/s. circa 0,2 m/s. circa 2 m/s. Una pallina di 150g viene compressa su una molla schiacciata di 20 cm con una forza di 80 N. La pallina lascerà la molla con velocità: 1,3 m/s. 10,3 m/s. 1300 m/s. 103 m/s. Una pallina da 100 g si trova a 50 cm dal suolo; la sua energia potenziale vale: 10 J. 4,9 J. 0,49 J. 49 J. Una palla di peso 2 N cade sul pavimento e rimbalza. Quale delle seguenti affermazioni è sbagliata?. Forza di azione e di reazione valgono 2 N. Nell'urto, la palla esercita sul pavimento una forza. Il rimbalzo della palla è provocato dalla forza di reazione del pavimento. Il pavimento reagisce sulla palla con una forza uguale e contraria a quella applicata dalla palla. Una palla da un kg cade da un metro di altezza, rimbalza e raggiunge l'altezza di mezzo metro. Quanta energia è stata dissipata nel processo?. Circa 0,5 J. Non ho elementi sufficienti per rispondere. Circa 1 J. Circa 5 J. Una palla da baseball di massa 0.2 kg viene lanciata verso l'alto con velocità vo=20 m/s. Quale sarà la sua energia meccanica totale a metà della salita?. circa 400 J. circa 400 W. circa 20 W. circa 40 J. Una forza si dice conservativa quando il lavoro che essa compie: dipende dal punto di partenza, da quello di arrivo e dal percorso seguito. dipende dal percorso seguito, se si fissano il punto di partenza e il punto di arrivo. non dipende dal percorso seguito, se si fissano il punto di partenza e il punto di arrivo. non dipende né dal punto di partenza né da quello di arrivo. Un sasso cade dentro un liquido viscoso. L'energiapotenziale del sasso diminuisce di 10 J. Che cosa succede all'energia cinetica del sasso?. Rimane costante. Diminuisce di 10 J. Aumenta di 10 J. Non ci sono elementi sufficienti per rispondere. Un pendolo semplice è composto da una pallina di 6 kg, appesa ad un filo lungo 1m. Se il sistema viene lasciato evolvere da fermo quando il filo sottende un angolo di 60° rispetto alla verticale, quale sarà la massima energia cinetica assunta dalla pallina nella sua traiettoria?. 29.4 J. 58.8 J. 42.6 J. 18.2 J. Una moneta cade da un terrazzo alto 19,6 m. Quale delle seguenti affermazioni è sbagliata?. A metà altezza ha una velocità di 0,5 m/s. Arriva al suolo dopo 2 s. Dopo un decimo di secondo la velocità è circa 1 m/s. Il moto è uniformemente accelerato. Un corpo di 2 kg è lanciato verso l'alto da un'altezza rispetto al terreno di 20 m. A quale altezza dal terreno la sua energia potenziale sarà aumentata di 490 J?. 65 m. 30 m. 25 m. 45 m. Un piano è inclinato di 30° rispetto al piano orizzontale su cui è appoggiato. Se un blocco di massa 4 kg, è fermo sul piano inclinato a un'altezza pari ad h = 3 m rispetto al piano orizzontale e viene lasciato andare con che velocità ed energia cinetica arriverà sul piano orizzontale?. 7.7 m/s; 117.6 J. 3 m/s; 36 J. 5.4 m/s; 58.8 J. Dipende dal coefficiente d'attrito tra il piano e il blocco. Un blocco di 4 kg è attaccato a una molla di costante elastica pari a k = 400 N/m. Al blocco fermo nella posizione di equilibrio della molla viene fornita una velocità pari a 4 m/s. Quale sarà la massima deformazione della molla?. 40 cm. 10 cm. 20 cm. 4 cm. Un corpo di 100 g fermo viene accelerato da una forza di 20 N percorrendo 1 m. Quale sarà la sua energia cinetica alla fine?. 200 J. 20 N. 200 N. 20 J. Un oggetto si muove lungo l'asse x e su di esso è applicata una forza la cui intensità in N lungo la stessa direzione è data dall'espressione F(x) = 4x + 4. Che lavoro è compiuto sull'oggetto mentre esso si muove da x1 = 1m a x2 = 5m?. 24 J. 48 J. 54 J. 60 J. Quali tra queste forze non è conservativa?. Forza elastica. Il lavoro. Forza di gravità. Forza di attrito cinetico. Un corpo si muove in moto circolare uniforme. Il lavoro della forza centripeta su esso è nullo perché: la forza centripeta è ortogonale in ogni punto allo spsotamento;. il corpo si muove senza attrito. la velocità è costante. lo spostamento totale è nullo in ciascun giro perché il corpo torna al punto di partenza;. Un blocco di 5 kg è lanciato con una velocità iniziale di 8 m/s lungo un piano orizzontale scabro fino ad incontrare una molla di costante elastica 900 N/m che esso comprime di 40 cm. Quanto lavoro è stato svolto dall'attrito?. 62 J. 98 J. 72 J. 88 J. Se - in assenza di forze dissipative - l'energia cinetica di un oggetto diminuisce: la sua energia potenziale deve crescere. la sua energia potenziale deve diminuire. il lavoro compiuto dall'oggetto deve crescere. l'energia cinetica non può mai diminuire se non ci sono forze dissipative. Se si fa oscillare un'altalena in assenza di attriti, la differenza di energia potenziale tra un'estremità dell'oscillazione e il punto più basso dell'oscillazione è: metà dell'energia cinetica dell'altalena nel punto più basso dell'oscillazione. uguale all'energia cinetica dell'altalena nel punto più basso dell'oscillazione. un quarto dell'energia cinetica dell'altalena nel punto più alto dell'oscillazione. uguale all'energia cinetica nel punto più alto dell'oscillazione. Soltanto se la forza su un punto materiale è conservativa: essa è nulla. il lavoro da essa svolto su qualsiasi traiettoria chiusa del punto materiale è nullo. essa ubbidisce al terzo principio della dinamica. essa non è una forza d'attrito. Un cameriere di massa 90 kg sale dal piano terra al quarto piano di un edificio. Ogni piano è alto 5 m. Di quanto varia la sua energia potenziale?. Non ci sono elementi sufficienti per rispondere. 14000 J. 17 640 J. 350 J. Cosa è l'energia potenziale gravitazionale e perché viene definita?. L'energia potenziale gravitazionale è l'energia che un corpo possiede a causa della sua posizione in un campo gravitazionale. Viene definita per misurare il lavoro che la forza di gravità può compiere spostando il corpo verso una posizione di riferimento. Una palla da baseball viaggia alla velocità di 30 m/s. Viene colpita dal battitore e rimbalza in direzione opposta con la stessa velocità. La quantità di moto e l'energia cinetica sono rimaste costanti. La quantità di moto e l'energia cinetica sono variate. La quantità di moto è variata e l'energia cinetica è rimasta costante. La quantità di moto è rimasta costante e l'energia cinetica è variata. Una forza costante F, agendo per un tempo t su un corpo di massa m, ne fa aumentare la velocità di un fattore 10 rispetto a quella iniziale. Si può senz'altro affermare che: l'energia cinetica del corpo è aumentata di 10 volte. la temperatura del corpo è aumentata di 10 gradi. la quantità di moto del corpo è aumentata di 10 volte. l'accelerazione del corpo è aumentata di 10 volte. Un uomo di 88.4 kg è fermo su una superficie liscia (attrito trascurabile) . L'uomo dà un calcio a una pietra di 71.7 g che si trova ai suoi piedi imprimendole una velocità di 3.87 m/s . Quale velocità acquista l'uomo?. v = 3.1 mm/s. v = 5.7 m/s. v = 1.5 cm/s. v = 3.1 m/s. Un proiettile si frantuma in volo in tanti frammenti, la quantità di moto totale di tutti i frammenti subito dopo la rottura. è pari alla forza di gravità. è minore della quantità di moto del proiettile subito prima della rottura. è uguale alla quantità di moto del proiettile subito prima della rottura. si trasforma in energia cinetica dei frammenti. Due astronauti si tengono per mano fermi e fluttuanti a gravità zero. Il primo astronauta, di massa 90 kg ad un certo istante spinge via il secondo astronauta di 75 kg che acquisisce una velocità finale pari a 0.5 m/s. A che velocità retrocederà il primo astronauta?. 0.42 m/s. 0.3 m/s. 0.14 m/s. 0.5 m/s. Una palla da baseball che viaggia alla velocità di 150 km/h viene colpita da una mazza e torna indietro al lanciatore nella direzione iniziale e con la stessa velocità. Se la massa della palla è 200 g, qual è la forza media agente se la mazza è rimasta in contatto con la palla per 0.100 s?. 0 N. 600 kN. 167 N. 600 N. I due corpi A e B hanno la stessa quantità di moto. A ha maggiore energia cinetica di B se. è più veloce di B. pesa più di B. è meno veloce di B. pesa meno di B. Due corpi A e B hanno stessa energia cinetica. La massa di A è nove volte quella di B, la quantità di moto di A è. la stessa di B. un terzo di quella di B. tre volte quella di B. nove volte quella di B. Una pallina di 1 kg si muove a 2 m/s in direzione normale verso una parete e rimbalza allontanandosi a velocità 1.5 m/s. La variazione di quantità di moto della pallina sarà. 3.5 N·s in allontanamento dalla parete. 0.5 N·s verso la parete. 3.5 kg·m/s verso la parete. 2 N·s in allontanamento dalla parete. L'energia cinetica e la quantità di moto di un punto materiale sono: entrambe dipendenti dal sistema di riferimento nel quale si descrive il moto. rispettivamente indipendente e dipendente dal sistema di riferimento nel quale si descrive il moto. entrambe indipendenti dal sistema di riferimento nel quale si descrive il moto. rispettivamente dipendente e indipendente dal sistema di riferimento nel quale si descrive il moto. Un uomo è fermo nel mezzo di una pista di pattinaggio su ghiaccio perfettamente priva di attrito, qualunque sia il tipo di superficie a contatto con il ghiaccio. In che modo può riuscire a raggiungere il bordo della pista?. Facendo tanti piccoli salti. Lanciando un guanto contro un amico seduto sul bordo della pista che non lo aiuta. Sedendosi per terra e strisciando sul ghiaccio. Spingendo con forza con i pattini sul ghiaccio. Un uomo di 70 kg è fermo su una superficie liscia senza attrito e un sasso di 100 g è poggiato a terra vicino a lui. Ad un certo istante l'uomo calciando il sasso acquisisce una velocità 0.2 cm/s. Il sasso avrà acquisito una velocità. 12 m/s in verso opposto a quella in cui si muove l'uomo. 1.4 m/s nello stesso verso in cui si muove l'uomo. 1.4 m/s in verso opposto a quella in cui si muove l'uomo. 0.2 cm/s in direzione opposta a quella in cui si muove l'uomo. Un pallone di massa 0.45 kg arriva con una velocità pari a 25 m/s sulla testa di un difensore e, dopo la respinta, ha una velocità di 10 m/s nella stessa direzione ma nel verso opposto. Qual è l'impulso conferito al pallone?. 31,5 kg*m/s. 15.75 kg*m/s. 6,75 kg*m/s. 8,15 kg/m/s. Una palla da baseball che viaggia alla velocità di 150 km/h viene colpita da una mazza e torna indietro al lanciatore nella direzione iniziale e con la stessa velocità. Se la massa della palla è 200 g, qual è la forza media agente se la mazza è rimasta in contatto con la palla per 0.100 s?. 600 kN. 600 N. 0 N. 167 N. La quantità di moto può essere espressa in. N/s. kg/(m·s). m·g. N·s. La forza. è l'energia per unità di tempo. equivale alla variazione temporale del lavoro. ha le dimensioni di una quantità di moto moltiplicata per un tempo. equivale alla variazione temporale della quantità di moto. Il teorema dell'impulso vale. soltanto per i sistemi non isolati. soltanto per i sistemi isolati. solo per i casi in cui si concervi l'energia. sia per i sistemi isolati sia per i sistemi non isolati. Come cambia il valore della quantità di moto di un corpo se la sua massa e la sua velocità raddoppiano?. Raddoppia. Quadruplica. Resta invariato. Diventa otto volte più grande. Un sasso di 2.5 kg viene rilasciato da fermo e cade senza attrito sotto effetto della gravità. Dopo 4 s il modulo della sua quantità di moto sarà pari a. 7.8 N·s. 9.8 N·s. 98 N·s. 78 kg·m/s. Discutere della conservazione della quantità di moto. In un sistema isolato, la quantità di moto totale rimane costante. Se due o più oggetti interagiscono (si scontrano, si spingono, ecc.) e non ci sono influenze esterne significative, la somma vettoriale delle quantità di moto di tutti gli oggetti prima dell'interazione sarà uguale alla somma vettoriale delle loro quantità di moto dopo l'interazione. Esporre il terzo principio della dinamica. Per ogni azione, esiste una reazione uguale e contraria. F_AB = -F_BA. Esporre la conservazione dell'energia meccanica e dire quando è applicabile. L'energia meccanica totale di un sistema si mantiene costante se su di esso agiscono solo forze conservative. La conservazione dell'energia meccanica è applicabile solo quando le forze che compiono lavoro sul sistema sono esclusivamente conservative. Esporre il teorema dell'impulso. L’impulso di una forza risultante applicata a un corpo è uguale alla variazione della sua quantità di moto. Definire la quantità di moto e specificare in quali contesti viene utilizzata. La quantità di moto è una grandezza fisica vettoriale definita come il prodotto della massa di un corpo per la sua velocità p = m·v Viene utilizzata in sistemi isolati in cui le forze esterne sono trascurabili. Definire l'impulso e specificare in quali contesti viene utilizzato. L’impulso è una grandezza vettoriale che misura l’effetto di una forza applicata per un certo intervallo di tempo. È definito come: I = F·Δt Esempi di contesti di utilizzo: Urti e collisioni e/o interazioni brevi ma intense. Il centro di massa dell'atmosfera terrestre si trova: a circa metà altezza tra la superficie della Terra e il margine esterno dell'atmosfera. in prossimità del centro della Terra. a circa 40 km di altezza dalla superficie terrestre. in prossimità della superficie terrestre. Un uomo è fermo nel mezzo di una pista di pattinaggio su ghiaccio perfettamente priva di attrito, qualunque sia il tipo di superficie a contatto con il ghiaccio. In che modo può riuscire a raggiungere il bordo della pista?. Facendo tanti piccoli salti. Spingendo con forza con i pattini sul ghiaccio. Lanciando un guanto contro un amico seduto sul bordo della pista che non lo aiuta. Sedendosi per terra e strisciando sul ghiaccio. Il centro di massa dell'atmosfera terrestre si trova: in prossimità del centro della Terra. a circa 40 km di altezza dalla superficie terrestre. a circa metà altezza tra la superficie della Terra e il margine esterno dell'atmosfera. in prossimità della superficie terrestre. La variazione di quota del baricentro umano è minima. Il baricentro non varia mai la sua quota camminando o correndo. E' la stessa nella camminata o nella corsa. Nella corsa. Nella camminata. Cos'è il centro di massa?. Il centro di massa (spesso chiamato anche baricentro) è un punto geometrico che rappresenta la posizione media di tutta la massa di un sistema o di un corpo. Esporre il teorema di Koenig. L'energia cinetica totale di un sistema è uguale alla somma dell'energia cinetica del suo centro di massa e dell'energia cinetica relativa al centro di massa (cioè l'energia cinetica dei moti delle singole parti rispetto al centro di massa). Due bambini di massa 10 kg ciascuno si trovano in equilibrio su un'altalena di massa trascurabile. A che forza è sottoposto il fulcro dell'altalena?. circa 2 N. circa 200 N. circa 2000 N. circa 20 N. Una forza di 3 N viene applicata perpendicolarmente a una porta a distanza pari a 1 m dall'asse di rotazione. Il momeno risultante sarà. 3 N*m^2. 3 N/m. 3 N/m^2. 3 N*m. Una bilancia è in equilibrio quando su un piatto attaccato a 40 cm dal fulcro è poggiato un peso di 50 N e l'altro piatto è attaccato a una distanza di 50 cm dal fulcro. Quanto vale il peso poggiato sull'altro piatto?. 80 N. 20 N. 60 N. 40 N. Un peso di massa M = 80 kg si trova su una sbarra alla distanza D1 = 1 m dal fulcro. Che massa devo applicare all'atro estremo della sbarra, che è alla distanza di 3 m dal fulcro, affinchè il sistema sia in equilibrio?. 20,4 kg. 31,5 kg. 26.6 kg. 36,5 kg. Su un'altalena ci sono due bambini, uno pesa 10 kg e si trova a 3 m dal fulcro, l'altro pesa 15 kg. A che distanza si deve porre il secondo bambino per equilibrare il primo?. 1,5 m. 3 m. 2 m. 1 m. Ad una porta vengono applicate una forza pari a 50 N a 20 cm dal fulcro in senso orario e una forza pari a 25 N a 1 m dal fulcro in senso antiorario; la porta ruoterà in senso: orario. Resterà ferma. Occorre la massa della porta. antiorario. Una trave di 90 cm poggia su un fulcro posto a 30 cm da un suo estremo sul quale agisce la forza resistente di un peso di 60 kg. Quale forza deve essere applicata all'altro estremo per equilibrare l'asta?. 294 N. 30 N. 3 kg. 294 kg. Una sbarra di ferro lunga 2,10 metri viene utilizzata per sollevare un peso di 70 kg posto a 30 cm dal fulcro. Quale massa occorre appoggiare all'altro estremo della leva per avere l'equilibrio?. 1,16 kg. 11,6 kg. 116 kg. Non ho elementi sufficienti per rispondere. Una trave di 120 cm poggia su un fulcro posto a 40 cm da un suo estremo sul quale agisce la forza resistente di un peso di 30 kg. Quale massa deve essere applicata all'altro estremo per equilibrare l'asta?. 45 kg. 30 kg. 15 kg. Non ho elementi sufficienti per rispondere. Definire il momento angolare. Il momento angolare è una grandezza fisica vettoriale che descrive la quantità di moto rotazionale di un corpo o di un sistema. L'unità di misura del momento angolare è il chilogrammo per metro quadrato al secondo (kg·m²/s) o, equivalentemente, il Joule per secondo (J·s). Definire il concetto di leva. Una leva è una macchina semplice costituita da un'asta rigida (o corpo) libera di ruotare attorno a un punto fisso chiamato fulcro. Elementi fondamentali: Fulcro: il perno attorno a cui ruota l'asta. Forza resistente: la forza da vincere Forza motrice: la forza applicata per equilibrare o vincere Bracci: distanze dal fulcro 1) braccio della forza resistente. 2)braccio della forza motrice. Un oggetto di massa pari a 10 kg che viaggia alla velocità di 10 m/s, urta frontalmente contro un altro oggetto di massa 90 kg che viaggia in verso opposto alla velocità di 5.0 m/s. I due oggetti rimangono uniti dopo l'urto. Quanto vale la loro velocità finale?. -0.55 m/s. 0.55 m/s. 5.5 m/s. 5.5 km/h. Due pattinatrici sul ghiaccio, inizialmente ferme una di fronte all'altra, si respingono senza attriti: una resta ferma e l'altra indietreggia. E' possibile solo se la pattinatrice che resta ferma ha peso maggiore dell'altra. Non è possibile. E' possibile solo se la pattinatrice che resta ferma ha peso minore dell'altra. E' possibile solo se hanno lo stesso peso. In quale tra questi casi l'urto è sicuramente elastico?. Una palla che rimbalza sull'acqua. Una palla che ne urta un'altra mettendola in moto e proseguendo nella stessa direzione. Due dischi identici, che si avvicinano con velocità diverse e dopo l'urto si allontanano a velocità scambiate. Un proiettile che si conficca in un bersaglio. Perché un'interazione possa essere trattata come un urto è necessario che. il sistema possa essere considerato isolato durante l'interazione. i corpi coinvolti si muovano prima e dopo. l'interazione avvenga in un tempo brevissimo. si conservi l'energia. Un carrello urta un altro carrello fermo, e dopo l'urto entrambi i carrelli hanno velocità della stessa direzione di prima dell'urto. Possiamo dire che: Si conserva sicuramentesia la quantità di moto totale che l'energia. Si conserva sicuramente la quantità di moto totale ma non necessariamente l'energia. Non si conserva l'energia e non si conserva la quantità di moto. Si conserva sicuramente l'energia ma non necessariamente la quantità di moto totale. Un pallone di massa m = 1 kg urta contro una parete a velocità v = 3 m/s e rimbalza lungo la stessa direzione con la stessa velocità. Quanto vale il lavoro compiuto sulla parete?. 4.5 J. 9 J. - 9 J. Zero. Un vagone di massa M, che si muove ad una velocità V, colpisce un identico vagone fermo. Se come risultato dell'urto i due vagoni si agganciano, quale sarà la loro velocità comune dopo l'urto?. V/2. V/8. V/4. 2V. Un'automobile del peso di 9000 N, che viaggia alla velocità di 100 km/h, urta frontalmente contro un autocarro del peso di 90.0 kN che viaggia verso l'automobile alla velocità di 50.0 km/h. L'automobile e l'autocarro rimangono uniti dopo l'urto. Quanto vale la velocità finale dell'automobile e dell'autocarro uniti?. 10.1 m/s. -10.1 m/s. -36.4 m/s. 36.4 m/s. Due giocattoli di massa 0,5 kg e 0,2 kg, che si muovono in direzione perpendicolare fra loro, si urtano con la stessa velocità di 10 m/s. Qual è il modulo della quantità di moto del sistema prima e dopo l'urto?. Circa 5,4 kg•m/s, perché le quantità di moto sono perpendicolari. 0 kg•m/s, perché prima dell'urto hanno la stessa velocità. 3,0 kg•m/s, perché le quantità di moto si sottraggono. 7,0 kg•m/s, perché le quantità di moto si sommano. Una massa di 2.5 kg si muove inizialmente con una velocità di 9 m/s ed urta in modo perfettamente anelastico un'altra massa di 5.0 kg, inizialmente in quiete. Calcolare la velocità finale del sistema composto dalle due masse. v = 3.0 m/s. v = 6.0 m/s. v = 1.5 m/s. v = 4.5 m/s. Due carrelli di massa pari a 100 kg e 300 kg viaggiano l'uno contro l'altro a velocità rispettivamente pari a 5 m/s e 1 m/s. Si urtano e restano attaccati; la loro velocità finale sarà pari in modulo a: 5 m/s. 2 m/s. 0.5 m/s. 1 m/s. La velocità di rinculo di un fucile di massa M = 3 kg che spara un proiettile di massa m = 10 g alla velocità di 500 m/s risulta. -3.64 m/s. -1.67 m/s. 3.64 m/s. 1.67 m/s. Se la massa di un proiettile è di 5.0 g e la massa del fucile è di 10.0 kg, si trovi la velocità di rinculo del fucile quando la velocità del proiettile, all'uscita del fucile, è di 300 m/s. v = 15.0 cm/s. v = 5.0 cm/s. v = 15.0 cm/s. v = 5.0 km/s. Un'automobile del peso di 9000 N, che viaggia alla velocità di 100 km/h, urta frontalmente contro un autocarro del peso di 90.0 kN che viaggia verso l'automobile alla velocità di 50.0 km/h. L'automobile e l'autocarro rimangono uniti dopo l'urto. Quanto vale la velocità finale dell'automobile e dell'autocarro uniti?. +36.4 m/s. -36.4 m/s. +10.1 m/s. -10.1 m/s. Esporre gli urti anelastici. Un urto anelastico è una collisione tra due o più corpi in cui si conserva la quantità di moto totale del sistema, ma non si conserva l'energia cinetica totale. Spesso, dopo l’urto, i corpi rimangono uniti, muovendosi con una velocità comune. Perché negli urti viene coinvolta la definizione di sistema isolato?. Negli urti, la definizione di sistema isolato è coinvolta perché permette di applicare il principio fondamentale della conservazione della quantità di moto. Quali condizioni devono verificarsi perché un'interazione possa essere definita urto?. -avviene in un tempo molto breve -comporta una variazione improvvisa di velocità -durante l’interazione il sistema può considerarsi isolato. Riassumere brevemente i concetti fondamentali sugli urti. Gli urti sono interazioni in cui corpi esercitano forze molto intense l'uno sull'altro per un brevissimo intervallo di tempo, causando un cambiamento significativo nelle loro velocità. I concetti chiave sono: -Conservazione della Quantità di Moto: In ogni urto, la quantità di moto totale del sistema si conserva sempre, a patto che il sistema sia isolato Conservazione dell'Energia Cinetica (Non sempre): L'energia cinetica totale del sistema può o meno conservarsi, distinguendo due tipi principali di urti: -Urto Elastico: Si conserva sia la quantità di moto che l'energia cinetica totale -Urto Anelastico: Si conserva la quantità di moto, ma non l'energia cinetica totale. Discutere il caso di un corpo che ne urta un altro con l'effetto che i due corpi proseguono insieme il moto. Quando un corpo ne urta un altro e i due proseguono insieme il moto, si parla di urto perfettamente anelastico. Caratteristiche principali: Conservazione della quantità di moto Velocità finale comune Massima perdita di energia cinetica. In quali casi negli urti si conserva la quantità di moto e in quali l'energia?. Quantità di moto: Si conserva in tutti gli urti, purché il sistema sia isolato Energia cinetica: Si conserva solo negli urti elastici. Un razzo viene lanciato verticalmente e giunto ad un'altezza h si scompone in due frammenti, differenti tra loro che si separano con velocità iniziali parallele al terreno. Quale frammento andrà a ricadere più vicino al punto di partenza?. cadranno entrambi lul punto di partenza. il frammento di massa inferiore. il frammento di massa superiore. cadranno simmetricamente ed equidistanti dal punto di partenza. Un oggetto che è stato trasportato da una sonda spaziale sulla superficie del pianeta Venere: ha massa e peso diversi da quelli che ha sulla Terra. ha la stessa massa che ha sulla Terra, ma peso diverso. ha lo stesso peso e la stessa massa che sulla terra. ha lo stesso peso che ha sulla Terra, ma massa diversa. Il punto A di massa 6 kg si muove a velocità costante di 3 m/s, mentre il punto B, di massa 2 kg si muove a 9 m/s in verso opposto ad A. Il centro di massa: si muove a 6 m/s nello stesso verso di B. si muove a 3 m/s nello stesso verso di B. è fermo. si muove a 6 m/s nello stesso verso di A. Il punto B ha il doppio della massa del punto A. Il centro di massa del sistema formato da A e B giace: nel punto medio della congiungente i due punti. sulla congiungente i due punti a un terzo della distanza totale da B. sulla congiungente i due punti a un terzo della distanza totale da A. nel punto B. In un urto anelastico: si conserva l'energia cinetica e non la quantità di moto del sistema. si conserva la quantità di moto e non l'energia cinetica del sistema. non sono conservate l'energia cinetica e la quantità del moto del sistema. si conservano la quantità di moto e l'energia cinetica del sistema. Un treno viaggia a 300 km/h e incontra sul suo cammino una pallina da tennis ferma sul binario. Assumendo un urto elastico quale sarà la velocità della pallinasubito dopo l'impatto?. circa 150 km/h. circa 600 km/h. circa 300 km/h. circa 400 km/h. Approssimando il raggio della Terra a circa 6000 km, determinare quanto vale all'incirca l'accelerazione di gravità a 300 km di quota?. 9.8 m/s^2. 10.0 m/s^2. 2.0 m/s^2. 8.9 m/s^2. Se il semiasse maggiore dell'orbita della Terra fosse metà di quello effettivo quanti giorni durerebbe un anno?. circa 129 giorni. circa 30 giorni. circa 182 giorni. circa 230 giorni. Un proiettile di 100 g è sparato orizzontalmente verso un blocco di legno di 20 kg fermo appeso a un filo inestensibile e di massa trascurabile. Con il proiettile conficcato il blocco raggiunge quindi una altezza di 30 cm rispetto alla sua posizione iniziale. Quale è la velocità iniziale del centro di massa?. 24 m/s. 240 m/s. 12 m/s. 2.4 m/s. Esporre le leggi di Keplero. I pianeti si muovono su orbite a forma di ellisse, e il Sole occupa uno dei due fuochi dell'ellisse. Il segmento che congiunge il Sole a un pianeta spazza aree uguali in tempi uguali. Il quadrato del periodo orbitale è proporzionale al cubo del semiasse maggiore dell’orbita. Cos'è la velocità di fuga?. La velocità di fuga è la velocità minima che un oggetto senza propulsione deve avere per sfuggire all'attrazione gravitazionale di un corpo celeste senza più ricadere. La forza di gravità P che sulla superficie terrestre agisce su una massa m = 1 kg vale approssimativamente. 10 N. 0,1 N. 1 N. 100 N. Sulla superficie della Terra la forza di gravità. Può avere direzioni diverse al variare della massa del corpo. ha la stessa intensità per tutti i corpi. è la stessa per tutti i corpi. ha la stessa direzione per tutti i corpi. In un tubetto di 50 ml sono contenuti 25 grammi di pomata dermatologica. Qual'è la densità del farmaco?. d = 0.5 kg/l. d = 0.5 g/m3. d = 0.5 kg/m3. d = 5 g/cm3. La densità dell'oro vale 19300 kg/m^3. Qual è il volume occupato da una barra d'oro della massa di 1 kg?. 5.18*10^5 m^3. 5.18 m^3. 5.18*10^-5 m^3. 5.18*10^-3 m^3. La densità dell'oro vale 19300 kg/m^3. Quanto pesa un litro di oro?. 193 g. 1,93 kg. 19,3 kg. 193 kg. La densità della benzina è 720 kg/m^3. Una delle seguenti affermazioni è falsa. Quale?. 1 kg di benzina occupa un volume di 1/720 m3. La densità è 0,72 kg/dm^3. La densità è 720 g/cm^3. 1 m^3 di benzina ha una massa di 720 kg. La densità dello zucchero è 1,58*10^3 kg/m^3.Qual è il volume, in litri, di un sacchetto che contiene 1,5 kg di zucchero?. 0,95 l. 9,5 l. 0,095 l. 95 l. La densità media della Terra è di circa 5500 kilogrammi per metro cubo. Se si conosce il raggio della Terra, e si sa che essa ha forma sferica, questa informazione sulla densità permette di calcolare. il peso della Terra. il peso specifico della Terra. la massa della Terra. il volume della Terra. Un oggetto ha volume 20 ml e massa 15 g. La sua densità vale: 750 kg/m^3. 0,75 kg/m^3. 75 kg/m^3. 7500 kg/m^3. La Torre di Pisa, pur essendo inclinata, rimane in equilibrio. Perché non si ribalta?. Perché il baricentro è sempre nello stesso punto. Perché la base è larga. Perché la verticale abbassata dal suo baricentro incontra la base di appoggio. Perché è molto pesante. Il mercurio ha densità pari a circa 13500 kilogrammi per metro cubo, mentre la densità dell'acqua è di 1000 kilogrammi per metro cubo. Quindi: una certa quantità di mercurio occupa un volume circa 13,5 volte maggiore rispetto a una quantità di acqua di massa eguale. una certa quantità di mercurio occupa un volume circa 1,35 volte minore rispetto a una quantità di acqua di massa eguale. una certa quantità di mercurio occupa un volume circa 13,5 volte minore rispetto a una quantità di acqua di massa eguale. una certa quantità di mercurio occupa un volume circa 1,35 volte maggiore rispetto a una quantità di acqua di massa eguale. Esporre le equazioni cardinali della dinamica dei sistemi. Prima Equazione Cardinale (o Equazione del Centro di Massa): mette in relazione la forza esterna netta che agisce su un sistema di particelle con l'accelerazione del suo centro di massa F_esterna_netta = M_totale * a_CM Seconda Equazione Cardinale (o Equazione del Momento Angolare): mette in relazione il momento torcente (o momento di forza) esterno netto che agisce su un sistema con la variazione del momento angolare totale del sistema τ_esterna_netta = dL_totale / dt (dL_totale / dt è la derivata temporale del momento angolare totale del sistema). Esporre la condizione di equilibrio per un corpo esteso. Per un corpo esteso, la condizione di equilibrio si ha quando sono soddisfatte due condizioni principali: -Equilibrio Traslazionale: La somma vettoriale di tutte le forze esterne che agiscono sul corpo è uguale a zero. -Equilibrio Rotazionale: La somma vettoriale di tutti i momenti torcenti esterni che agiscono sul corpo, rispetto a qualsiasi punto, è uguale a zero. Una ruota piena e compatta e una ruota vuota (assimilabile ad un anello) della stessa massa di quella piena rotolano su un piano inclinato partendo insieme da ferme. Arrivano insieme. Non ho elementi sufficienti per rispondere. Arriva prima la piena. Arriva prima la vuota. Un individuo in piedi. È in equilibrio indifferente. È in equilibrio stabile. È in equilibrio iperstabile. è in equilibrio instabile. Se a un corpo rigido sono applicate due forze parallele, l'intensità della forza risultante: è sempre uguale alla somma delle intensità delle due forze. è uguale alla somma oppure alla differenza delle intensità delle due forze. può essere maggiore o minore della somma delle intensità delle due forze. Non è possibile applicare due forze sullo stesso oggetto. In quali modi può muoversi un corpo rigido?. Può traslare, oppure in alternativa ruotare su se stesso. Può solo traslare. Può traslare e ruotare su se stesso. Per definizione, un corpo rigido non si muove. Una ruota piena e compatta e una ruota vuota (assimilabile ad un anello) della stessa massa di quella piena rotolano su un piano inclinato partendo insieme da ferme. Arrivano insieme. Arriva prima la piena. Arriva prima la vuota. Non ho elementi sufficienti per rispondere. Un disco di massa m = 5 kg e raggio R = 0.2 m viene lanciato a velocità di 15 m/s mentre ruota intorno all'asse passante per il proprio centro e perpendicolare alla sua superficie con velocità angolare pari a 15 rad/s. La sua energia cinetica vale: 585 J. 22.5 J. 562.5 J. 150 J. Esporre il teorema di Huygens Steiner. L'inerzia I di un corpo rispetto a un asse qualsiasi parallelo a quello passante per il baricentro (centro di massa) è pari alla somma dell’inerzia rispetto all’asse baricentrico 𝐼_𝐺 e del prodotto della massa 𝑚 per il quadrato della distanza 𝑑 tra i due assi: I = I_G + m·d². Perché un pattinatore che ruota su se stesso aumenta la velocità quando raccoglie le braccia al corpo?. Il pattinatore avvicina la massa al proprio asse di rotazione, riducendo il suo momento d'inerzia. Per conservare il momento angolare totale, la sua velocità angolare aumenta. Cosa potremmo dire di un uomo in piedi dal punto di vista dell'equilibrio? Si trova in uno stato stabile o instabile?. Un uomo in piedi si trova in uno stato di equilibrio stabile, ma precario. L’equilibrio è stabile perché, se l’uomo subisce una piccola perturbazione (ad esempio uno spostamento del busto), il corpo tende a ritornare nella posizione iniziale, purché il baricentro rimanga sopra la base d’appoggio (cioè tra i piedi). Tuttavia, l’equilibrio è precario perché la base d’appoggio è piccola: se il baricentro esce da essa, l’uomo perde l’equilibrio e cade. Una corda è avvolta intorno a una ruota di massa 2 kg e raggio 50 cm e viene tirata con una forza pari a 4 N. Quanto vale l'accelerazione angolare della ruota?. 2 rad/s^2. 8 rad/s^2. 4 rad/s^2. 1 rad/s^2. Il momento di inerzia di una sfera uniforme di massa M e raggio R, rispetto ad un asse passante per il centro è 2/5 MR^2. Quale è il momento di inerzia rispetto ad un asse tangete alla superficie della sfera?. 2/5 MR^2. 7/5 MR^2. 3/5 MR^2. 4/5 MR^2. Perché un corpo rigido sia in equilibrio si deve avere. la risultante delle forze esterne nulla. la risultante delle forze esterne e la risultante dei momenti delle forze esterne nulle. la risultante dei momenti delle forze esterne nulla a condizione che il corpo sia inizialmente in quiete. rotazione nulla. Su un'asta di massa trascurabile e lunga 2 m sono fissati tre punti materiali uno di massa 3 kg nell'estremo A, uno di massa 4 kg nell'estremo B, uno di massa 10 kg esattamente a metà della lunghezza dell'asta. Quale è il momento di inerzia del sistema rispetto a un asse passante per A e perpendicolare all'asta?. 18 kg*m^2. 21 kg*m^2. 26 kg*m^2. 36 kg*m^2. Una puleggia di massa 4 kg e raggio pari a 50 cm è attaccata al soffitto tramite un perno centrael attorno a cui può ruotare senza attrito. Attorno alla puleggia è avvolta una fune inestensibile di massa trascurabile al cui estremo è legato un secchio che viene caricato con 16 kg di materiale e quindi lasciato libero. Con che accelerazione scende il secchio?. 8.2 m/s^2. 5.5 m/s^2. 9.8 m/s^2. 3.5 m/s^2. Perché un corpo rigido sia in equilibrio si deve avere. rotazione nulla. la risultante dei momenti delle forze esterne nulla a condizione che il corpo sia inizialmente in quiete. la risultante delle forze esterne e la risultante dei momenti delle forze esterne nulle. la risultante delle forze esterne nulla. Discutere il moto di rotolamento. Il moto di rotolamento è un tipo di moto che combina rotazione e traslazione. La sua caratteristica distintiva è che il punto di contatto tra il corpo che rotola (ad esempio, una ruota o una sfera) e la superficie su cui rotola è, istantaneamente, fermo rispetto alla superficie stessa. Non c'è slittamento tra le due superfici. Questo implica una relazione fondamentale tra la velocità di traslazione del centro di massa del corpo (v_cm) e la sua velocità angolare (ω): v_cm=Rω. Quali sono le differenze tra fluidi reali e ideali?. Fluido Ideale: non viscoso - incomprimibile - non vorticoso - moto stazionario Fluido Reale: viscoso - comprimibile - vorticoso - moto non stazionario. La pressione atmosferica che si esercita sulla nostra testa non schiaccia il cranio perché. la pressione interna al cranio è esattamente sufficiente a controbilanciarla. non è abbastanza intensa. la spinta idrostatica dell'atmosfera in cui siamo immersi la equilibra. per la legge di Pascal, la pressione è la stessa in tutte le direzioni. E' possibile utilizzare una mongolfiera sulla luna?. No ma posso utilizzare un dirigibile sigillato. Si ma funzionerà peggio perchè la gravità è minore che sulla terra. No. Si e funzionerà meglio perchè la gravità è minore che sulla terra. Calcolare la differenza di pressione idrostatica nel sangue di una persona alta 1.83 m tra i piedi ed il cervello, supponendo che la densità del sangue sia 1.06·103 kg/m3. 0.87 · 104 Pa. 7.3 · 103 Pa. 190Pa. 1.90 · 104 Pa. Lo strumento usato per misurare la pressione atmosferica è chiamato. manometro. pressostato. termometro. barometro. L'unità di misura della pressione nel Sistema Internazionale è. atmosfera. millibar. mmHg. Pascal. Nell'equazione di Bernoulli, se si variano una sola per volta la pressione e la quota, la velocità aumenta se. aumentano quota e pressione. aumenta la pressione. diminuisce la pressione. aumenta la quota. Quale è la pressione che subisce un sub che si immerge a 50 m di profondità?. 51 volte la pressione atmosferica. 50 volte la pressione atmosferica. 5 volte la pressione atmosferica. 6 volte la pressione atmosferica. Quale forza si esercita su una superficie di 3 m^3 sottoposta a pressione di 500000 Pa?. 1,5*10^6 N. 5*10^5 N. 5*10^6 N. 1,5*10^3 N. Quale forza viene esercitata su una superficie di 1 m^2 se riscontro una pressione di 1000 Pa?. 1000 N. 100 N. 1 N. 10 N. Secondo la legge di Archimede, la spinta idrostatica su un oggetto immerso in un liquido è proporzionale. al volume immerso dell'oggetto. al volume del liquido in cui è immerso. al volume del liquido in cui il corpo è immerso. all'intero volume dell'oggetto. Quale spinta di Archimede agisce su un galleggiante di densità pari a 500 kg/m^3 e volume pari a 1 m^3 è trattenuto sott'acqua?. 4900 J. 500 N. 4900 N. 500 J. Che forza devo esercitare per tenere sott'acqua un pallone di massa pari a 1 kg e volume 5*10^-3 m^3?. circa 80 N. circa 100 N. circa 40 N. circa 10 N. Se un oggetto a forma di parallelepipedo è totalmente immerso in un liquido, su ciascuna delle sue facce agisce una forza dovuta alla pressione del liquido, la cui risultante. Le forze dovute alla pressione sono uguali sulle due basi. è sempre nulla. è sempre rivolta verso l'alto. è sempre rivolta verso il basso. Bicchieri di forma e larghezza diversi ma altezza uguale sono riempiti fino all'orlo di acqua; la pressione sul fondo: È minore dove l'area del fondo è maggiore. È la stessa per tutti e tre i recipienti. È maggiore dove l'area del fondo è maggiore. Dipende dalla forma dei bicchieri. Una mongolfiera ad aria calda è in grado di volare perché. la densità dell'aria fredda è minore di quella dell'acqua. la densità dell'aria calda è maggiore di quella dell'aria fredda. la densità dell'aria calda è minore di quella dell'aria fredda. la densità dell'aria calda è minore di quella dell'acqua. Secondo la legge di Stevino, la pressione a una certa profondità h in un liquido di densità k è data dall'espressione. ghk. h/gk. hg / k. hk / g. Un barometro indica 76.0 cmHg alla base di un edificio molto alto. Il barometro viene poi portato sul tetto dell'edificio e ora indica 75.6 cmHg. Se la densità media dell'aria è 1.28 kg/m^3 e la densità del mercurio è di 13.6 · 10^3 kg/m^3, quanto vale l'altezza dell'edificio?. 324 m. 210 m. 42.5 m. 31.4 m. Un certo corpo galleggia in un liquido A e affonda in un liquido B. il liquido B ha densità maggiore del liquido A. Il corpo ha densità maggiore di quella dei due liquidi. Il liquido A ha densità minore del liquido B. il liquido B ha densità minore del liquido A. Un condotto di sezione 10 cm^2 si dirama in dieci capillari da 1 cm^2. Nel condotto scorre un liquido ideale a velocità 1 m/s. Nei capillari la velocità è. 100 m/s. 0,1 s. 1 m/s. 10 m/s. Un corpo di massa 3 kg e volume 2 litri viene totalmente immerso in acqua. Il corpo galleggia. Sul corpo agisce la sola spinta di Archimede. Sul corpo agisce la sola forza di gra. Il corpo affonda. Un corpo di materiale incognito pesa 27 N in aria e 17 N quando è immerso in acqua. Possiamo dire che. La spinta di Archimede vale 17 N. Il corpo affonda. Il corpo galleggia. La spinta di Archimede vale 27 N. Un oggetto di acciaio galleggia in acqua. Non c'è nulla di strano. Dipende dalla temperatura dell'acqua. Non è mai possibile. Evidentemente c'è una cavità al suo interno. Un oggetto di massa 1 kg e volume 900 cm^3 in acqua. dipende dal materiale con cui è costruito. galleggia. non abbiamo elementi sufficienti per dire se aggonda o galleggia. affonda. Un oggetto di volume pari a 30 litri e massa 70 kg immerso in acqua è sottoposto a una spinta di Archimede pari a: 450 N. 290.4 N. 315 N. 180 N. Un oggetto galleggia in un recipiente d'acqua. Se trasportassi questo recipiente sulla luna il corpo: resterebbe con lo stesso rapporto di parte emersa e parte immersa. la parte immersa aumenterebbe. senza atmosfera un oggetto non può galleggiare. la parte emersa aumenterebbe. Un palloncino di gomma per bambini viene gonfiato con elio, e il palloncino sale. Possiamo dire che. a pressione all'interno del palloncino è identica alla pressione atmosferica. Le forze che agiscono sul palloncino non si annullano. a pressione all'interno del palloncino è minore della pressione atmosferica. La densità del gas all'interno del palloncino è la stessa dell'aria circostante. Un pistone del peso di 3 kg e superficie di 10 cm^2 equilibria la pressione di un gas contenuto in un recipiente. Oltre la pressione atmosferica la pressione vale: 29400 Pa. 29,4 Pa. 2940 Pa. 294 Pa. Un sasso viene buttato nell'acqua di uno stagno. Mentre affonda, la spinta di Archimede: rimane la stessa,. diminuisce, perché incontra meno resistenza;. prima aumenta poi diminuisce quando il sasso tocca il fondo. aumenta, perché la profondità aumenta;. Una motocicletta ha una massa di 200 kg. Viene sollevata con un sollevatore idraulico esercitando una forza F sul pistone piccolo (area dei pistoni 100 cm^2 e 10 000 cm^2). Qual è l'intensità di questa forza?. 400 N. 900 N. 19,6 N. 1960 N. Alla temperatura di 4 °C la densità del ghiaccio è 917 kg/m^3 . Considera un cubetto di ghiaccio (a 4 °C) che occupa un volume di 10,1 cm^3. Qual è la massa del cubetto di ghiaccio?. 9.26*10^-3 g. 9.26*10^3 kg. 9.26*10^-3 kg. 9.26 kg. Una nave galleggia sulla superficie del mare. sempre. se la sua densità media è minore di quella dell'aria. se la sua densità media è maggiore di quella dell'aria. se la sua densità media è minore di quella dell'acqua del mare. Una pressione di 38 cm di mercurio equivale a: 1,5 atm;. 0,5 atm;. 1,0 atm;. 0,114 atm. Una tanica in metallo per il trasporto della benzina ha una massa di 2,8 kg e possiede un volume utile di 15,0 litri. La densità della benzina è 720 kg/m^3 Calcola la massa della tanica piena di benzina. 13,6 kg. 20 kg. 1,36 kg. 5.2 kg. Una nave è realizzata esclusivamente con del ferro. Nonostante il ferro abbia un peso specifico maggiore di quello dell'acqua la nave galleggia sul mare. Come si spiega?. la densità della nave è minore di quella del ferro, perchè bisogna considerare la stiva e le cuccette. la spinta del vento riesce a compensare la forza di gravità. la nave ha dei motori potenti. nel valutare la spinta di Archimede occorre considerare la legge di Stevino. Una statua antica di massa m = 70 kg giace sul fondo del mare. Il suo volume è di 3.0·10^4 cm^3. Che forza è necessaria per sollevarla? Si assuma la densità dell'acqua di mare pari a d = 1.025·10^3 kg/m^3. F = 690 N. F = 270 N. F = 990 N. F = 300 N. Un oggetto di massa 1 kg e volume 900 cm^3 viene messo in una bacinella contenente del liquido. Si constata che l'oggetto galleggia. E possibile stabilire se il liquido in questione è acqua distillata?. molto probabilmente è acqua distillata. per rispondere occorre sapere quant'è la frazione immersa. bisogna conoscere la pressione esterna. sicuramente non è acqua distillata. Perchè al mare si galleggia più facilmente che in piscina?. perchè il galleggiamento dipende dalla quantità di acqua nella quale il corpo è immerso. non è vero, il galleggiamento dipende dalla massa del corpo. perchè il vento favorisce il galleggiamento. perchè il sale disciolto nell'acqua ne aumenta la densità. In merito alle spinte di Archimede esercitate su un pezzo di sughero e su un pezzo di ferro di uguale volume, completamente immersi in acqua, si può dire che: è assente per il ferro perchè va a fondo. è maggiore quella sul ferro. è maggiore quella sul sughero. sono tra loro uguali. Quando esercitiamo una pressione su un liquido, essa si trasmette: solo sulle superfici laterali del recipiente;. solo sul fondo del recipiente;. solo se il liquido è molto denso;. su qualunque superficie che si trova a contatto con il liquido. La pressione sul fondo di un serbatoio contenente acqua è di 2*105 Pa superiore a quella atmosferica. La profondità del serbatoio è: 20,4 m. 12,6 m. 40,4 m. 10,2 m. Quale tra i seguenti è uno strumento analogo allo sfigmomanometro?. il calibro. l'accelerometro. il barometro. Il giroscopio. Un barometro indica 76.0 cmHg alla base di un edificio molto alto. Il barometro viene poi portato sul tetto dell'edificio e ora indica 75.6 cmHg. Se la densità media dell'aria è 1.28 kg/m^3 e la densità del mercurio è di 13.6 · 10^3 kg/m^3, quanto vale l'altezza dell'edificio?. 42.5 m. 210 m. 324 m. 31.4 m. Cosa succede sott'acqua a un palloncino gonfiato?. Il volume aumenta, perché il palloncino deve sopportare anche il peso dell'acqua. Il volume diminuisce, perché la pressione esterna è maggiore. Dipende dalla quantità di gas che c'è dentro il palloncino. Niente, se il palloncino è ben chiuso. La pressione sul fondo di una piscina è pari a 49050 Pa più della pressione atmosferica. Quanto è profonda la piscina?. 0,5 m. 5 m. 50 m. 500 m. Come potete immaginare di misurare la pressione in un fluido?. La pressione in un fluido si può misurare con sensori (es. manometro o barometro) che rileva la forza esercitata dal fluido su una superficie nota. Cosa afferma il principio di Pascal?. Una variazione di pressione esercitata su un fluido incomprimibile in un sistema chiuso si trasmette inalterata in tutti i punti del fluido e sulle pareti del contenitore. Dire che differenza c'è tra liquidi e gas nell'applicazione della legge di Stevino. La Legge di Stevino è pienamente e semplicemente applicabile ai liquidi perché la loro densità è costante. Per i gas, invece, a causa della loro comprimibilità e della conseguente variazione di densità con la profondità, l'applicazione della Legge di Stevino è valida solo per piccole variazioni di altezza o in contesti molto specifici dove la densità può essere considerata uniforme. Esporre il principio di Archimede. Un corpo immerso (totalmente o parzialmente) in un fluido riceve una spinta verticale dal basso verso l'alto, di intensità uguale al peso del volume di fluido spostato dal corpo. Esporre la legge di Stevino con un esempio. In un fluido incomprimibile e in quiete, la pressione aumenta con la profondità P = ρ * g * h Immaginiamo di voler calcolare la pressione dovuta dalla colonna d'acqua sul fondo di una piscina che è profonda 3 metri. Dati: Profondità della piscina (h) = 3 m Densità dell'acqua (ρ_acqua) = 1000 kg/m³ (densità standard dell'acqua dolce) Accelerazione di gravità (g) = 9.81 m/s² P = 1000 kg/m³ * 9.81 m/s² * 3 m P = 29430 Pa. Esporre le condizioni per il galleggiamento di un corpo. un corpo galleggia se è meno denso del fluido in cui si trova, affonda se è più denso, e rimane sospeso se ha la stessa densità del fluido. Fare un esempio di applicazione del principio di Pascal. Il sollevatore idraulico: Ci sono due cilindri collegati da un tubo, entrambi riempiti di un liquido (solitamente olio, perché è incomprimibile). Un cilindro ha un pistone piccolo (diciamo con una superficie di 10 cm²). L'altro cilindro ha un pistone molto più grande (diciamo con una superficie di 1000 cm²). Si applica una piccola forza sul pistone piccolo. Questa forza genera una pressione nell'olio (P = Forza / Area). Il Principio di Pascal ci dice che questa stessa pressione si trasmette integralmente attraverso tutto l'olio fino al pistone grande. Pressione sul pistone piccolo = Pressione sul pistone grande Dato che la pressione è la stessa su entrambi i pistoni, ma il pistone grande ha un'area molto maggiore, la forza che l'olio esercita sul pistone grande sarà enormemente amplificata. Forza sul pistone piccolo / Area piccola = Forza sul pistone grande / Area grande. Definire le grandezze fondamentali della fluidostatica: pressione e densità. Nel campo della fluidostatica, che studia i fluidi in quiete, le due grandezze fondamentali per descriverne il comportamento sono la pressione e la densità. La pressione è una grandezza fisica che descrive come una forza è distribuita su una superficie. In fluidostatica, si riferisce alla forza che il fluido esercita perpendicolarmente su una superficie con cui è a contatto. La pressione (P) è definita come il rapporto tra l'intensità della forza (F) perpendicolare che agisce su una superficie e l'area (A) di quella superficie. L'unità di misura della pressione è il Pascal (Pa). Un Pascal è definito come un Newton per metro quadrato (N/m²). La densità è una proprietà intensiva di una sostanza che ne indica quanta massa è contenuta in un dato volume. La densità (ρ, "rho") di una sostanza è il rapporto tra la sua massa (m) e il volume (V) che essa occupa. L'unità di misura della densità è il chilogrammo per metro cubo (kg/m³). La pressione in un condotto contenente un fluido in movimento. è maggiore dove la velocità del fluido è maggiore. È zero se la velocità è nulla. è maggiore dove la velocità del fluido è minore. è sempre costante se il fluido è ideale. In un regime turbolento. si applicano le leggi della meccanica dei fluidi con delle correzioni. molte delle leggi della meccanica dei fluidi smettono di essere valide. esistono leggi alternative che permettono sempre di ottenere le stesse informazioni sullo stato del sistema. valgono tutte le leggi studiate in fluidodinamica. In un tubo orizzontale cilindrico di raggio r scorre acqua a velocità v. Se il raggio quadruplica, a quale velocità v' scorre l'acqua?. v' = 2v. v' = v/8. v'= v/16. v' = v/4. La differenza di pressione tra la faccia superiore e quella inferiore di un'ala d'aereo è dovuta. all'attrito dell'aria. alla spinta di Archimede. al teorema di Bernoulli. alla differente quota. La portata di un fluido è definita come. il rapporto tra il volume che attraversa una sezione della conduttura in un dato intervallo di tempo e l'intervallo stesso. la velocità con cui il fluido attraversa la conduttura per l'unità di superficie. il volume che attraversa una sezione unitaria della conduttura in un intervallo unitario di tempo. la velocità con cui il fluido attraversa la conduttura. Un tubo per l'acqua di 2.0 cm di diametro viene utilizzato per riempire un secchio da 20.0 litri. Se occorre un minuto per riempire il secchio qual è la velocità v con cui l'acqua esce dal tubo?. circa 3 m/s. circa 10 m/s. circa 1 m/s. circa 6 m/s. In un condotto con pareti non rigide se si verifica un allargamento in una sezione del tubo. La pressione del sangue diminuisce per un'occlusione del vaso. La pressione del sangue aumenta per un'occlusione del vaso. Per fortuna la pressione causata dal flusso sanguigno controbilancia l'aumento della sezione del vaso. La pressione nel vaso cambia in modo da peggiorare le cose e la sezione aumenta ancora di più. In un condotto orizzontale con sezione non costante scorre un liquido ideale non viscoso in regime turbolento. Si verifica che: La pressione è più alta dove la velocità è maggiore. La pressione si mantiene costante. La pressione è più alta dove la sezione è minore. La pressione è più alta dove la velocità è minore. In un condotto in cui si dimezza la sezione la velocità del fluido: quadruplica. si dimezza. raddoppia. diventa un quarto. Un rubinetto ha portata pari a 2 litri/secondo. Per riempire una vasca di volume pari a 1 m^3 occorrono: più di un quarto d'ora. meno di un minuto. meno di dieci minuti. meno di 5 minuti. Un rubinetto ha portata pari a 0,5 litri al secondo, l'acqua esce da un ugello di sezione pari a 20 mm^2 con velocità: 250 m/s. 50 m/s. 25 m/s. 5 m/s. Un liquido ideale scorre in un condotto orizzontale che cambia sezione. La pressione del fluido sarà. maggiore dove la sezione è minore. maggiore dove la sezione è maggiore. Non ho elementi sufficienti per rispondere. costante su tutto il condotto. In un condotto orizzontale con sezione non costante scorre un liquido ideale non viscoso in regime turbolento. Si verifica che: La pressione è più alta dove la velocità è maggiore. La pressione si mantiene costante. La pressione è più alta dove la velocità è minore. La pressione è più alta dove la sezione è minore. Il profilo delle ali di un aereo è progettato in modo tale che. l'aria scorra a velocità maggiore sul bordo superiore dell'ala. l'aria scorra alla stessa velocità sulle due superfici dell'ala. l'aria scorra alla stessa velocità lungo il bordo superiore e lungo quello inferiore dell'ala. l'aria scorra a velocità maggiore sul bordo inferiore dell'ala. In un condotto con sezione pari a 3 m^2 un fluido ideale scorre con veloctà pari a 1 m/s; se la sezione si riduce a 1 m^2 la velocità diventerà. 9 m/s. Non ho elementi sufficienti per rispondere. 0,3 m/s. 3 m/s. In un condotto con sezione non costante scorre un liquido ideale non viscoso in regime non turbolento. Si verifica che: La pressione è più alta dove la sezione è minore. la pressione si mantiene costante. La pressione è più alta dove la velocità è maggiore. La pressione è più alta dove la velocità è minore. Il raggio dell'aorta è di circa 1.0 cm ed il sangue che vi scorre ha una velocità di circa 30 cm/s. La portata dell'aorta è quindi: 0,009 m^3/s. 0,00009 m^3/s. 0,09 m^3/s. 0,9 m^3/s. Quale delle seguenti ipotesi non è necessaria affinché sia valida l'equazione di Bernoulli?. il fluido conserva la portata. il fluido è incompressibile. gli effetti dell'attrito interno al fluido, oppure tra il fluido e la conduttura, sono trascurabili. la conduttura in cui scorre il fluido è orizzontale. Il getto d'acqua che esce da un rubinetto, cadendo si assottiglia. Come mai?. l'acqua non è un liquido ideale. aumenta la pressione atmosferica al variare della quota. dipende dall'attrazione tra le molecole d'acqua. si deve conservare la portata. Due tubi per innaffiare hanno la stessa sezione ma in uno (tubo A) l'acqua scorre con velocità doppia dell'altro (tubo B); la portata sarà: Nel tubo B sarà doppia del tubo A. Nel tubo B sarà uadrupla del tubo A. Nel tubo A sarà quadrupla del B. Nel tubo A sarà doppia del B. 0,001 m^3/s equivalgono a una portata di. 6 litri/minuto. 60 litri/secondo. 6 litri/secondo. 60 litri/minuto. Un tubo per l'acqua viene utilizzato per riempire un secchio da 30 l. Se occorre 1 minuto per riempire il secchio, qual'è la portata dell'acqua che fluisce attraverso il tubo?. R = 500 cm^3/s. R = 5 l/s. R = 30 l/s. R = 30 dm^3/s. Se l'acqua scorre in due tubi di sezione uguale, scorrendo nel primo tubo a una velocità doppia che nel secondo, cosa puoi dire della portata dei due tubi?. La portata del primo tubo è il quadruplo di quella del secondo. La portata del primo tubo è il doppio di quella del secondo. La portata del primo tubo è la metà di quella del secondo. la portata non cambia. Esporre il teorema di Bernoulli e fare un esempio applicativo. Lungo una linea di corrente di un fluido ideale (non viscoso e incomprimibile) in regime stazionario, la somma della pressione statica, dell'energia cinetica per unità di volume e dell'energia potenziale per unità di volume è costante. P + 1/2 * ρ * v² + ρ * g * h = Costante Il teorema stabilisce che, se si guarda un fluido che scorre senza attrito e senza essere compresso, l'energia totale di una particella di fluido rimane la stessa in tutti i punti della sua traiettoria. Ali degli aerei: La forma dell’ala fa sì che l’aria scorra più veloce sopra di essa (v_sup>v_inf), creando una pressione inferiore sulla superficie superiore e generando portanza. Discutere il caso di un condotto con sezione che varia e in cui scorre un liquido ideale. Quali sono i rapporti tra pressione e velocità del fluido al variare della sezione?. In un condotto orizzontale con sezione che varia, dove scorre un liquido ideale (non viscoso e incomprimibile), la relazione tra pressione e velocità è descritta dalla combinazione di due principi fondamentali: l'equazione di continuità e il Principio di Bernoulli. Equazione di Continuità (Conservazione della Portata): quando la sezione del condotto (A) varia, la velocità del fluido (v) deve variare per mantenere costante la portata volumetrica (Q = A * v). Principio di Bernoulli: Per un fluido ideale che scorre in un condotto orizzontale, il Principio di Bernoulli afferma che la somma della pressione statica (P) e della pressione dinamica (1/2 * ρ * v²) è costante: P + 1/2 * ρ * v² = Costante Combinando questi due principi, otteniamo le seguenti relazioni: Dove la sezione è minore: La velocità del fluido è maggiore. La pressione del fluido è minore. Dove la sezione è maggiore: La velocità del fluido è minore. La pressione del fluido è maggiore. Definire la portata in fluidodinamica. In fluidodinamica, la portata è una grandezza fondamentale che quantifica la quantità di fluido che attraversa una determinata sezione trasversale di un condotto o di un flusso in un dato intervallo di tempo. Unità di Misura nel Sistema Internazionale (SI): metri cubi al secondo (m³/s). Come può un calciatore tirare un rigore "ad effetto", cioè con una traiettoria curva?. Quando il calciatore colpisce il pallone non esattamente al centro, ma leggermente di lato (ad esempio, a destra o a sinistra del suo centro), gli impartisce una rotazione. Mentre il pallone si muove nell'aria, le sue superfici ruotano. Su un lato del pallone, la rotazione spinge l'aria nella stessa direzione del flusso d'aria generale che sta scorrendo attorno al pallone. Questo fa sì che l'aria su quel lato scorra più velocemente. Sull'altro lato del pallone, la rotazione si oppone al flusso d'aria generale, rallentando l'aria su quel lato, che scorre quindi più lentamente. Sul lato dove l'aria scorre più velocemente, la pressione diminuisce. Sul lato dove l'aria scorre più lentamente, la pressione aumenta. Questa differenza di pressione genera una forza laterale che curva la traiettoria del pallone. Si esponga il teorema di Bernoulli, specificandone i casi notevoli. Lungo una linea di corrente di un fluido ideale (non viscoso e incomprimibile) in regime stazionario, la somma della pressione statica, dell'energia cinetica per unità di volume e dell'energia potenziale per unità di volume è costante. P + ½·ρ·v² + ρ·g·h = costante Casi notevoli: Condotto orizzontale, h=costante P + ½·ρ·v² = costante Fluido è in quiete, v=0 (Stevino) P + ρ * g * h = Costante Flusso con pressione costante (Torricelli) v₂ = √2gh. Cos'è la portanza aerodinamica?. La portanza aerodinamica è una forza che si genera su un corpo immerso in un fluido (come l'aria) quando esso si muove con una certa velocità, ed è diretta perpendicolarmente alla direzione del moto del corpo. esempio: Sul lato superiore di un’ala: L’aria scorre più velocemente (profilo curvo) Pressione minore Sul lato inferiore: L’aria scorre più lentamente Pressione maggiore Questa differenza di pressione crea una forza netta verso l’alto: la portanza. Si esponga il teorema di Bernoulli, specificandone i casi notevoli. Lungo una linea di corrente di un fluido ideale (non viscoso e incomprimibile) in regime stazionario, la somma della pressione statica, dell'energia cinetica per unità di volume e dell'energia potenziale per unità di volume è costante. P + ½·ρ·v² + ρ·g·h = costante Casi notevoli: Condotto orizzontale, h=costante P + ½·ρ·v² = costante Fluido è in quiete, v=0 (Stevino) P + ρ * g * h = Costante Flusso con pressione costante (Torricelli) v₂ = √2gh. Quanto vale la pressione atmosferica?. circa 9.8 N/m^2. Circa 1 Pa. Circa 1 bar. Circa 1 MPa. La densità del corpo umano è di circa 980 kg/m^3. Immergendovi in un liquido notate che galleggiate e circa un terzo del vostro corpo emerge dalla superficie. La densità del liquido è: Circa 1500 kg/m^3. Circa 500 kg/m^3. Circa 3000 kg/m^3. Circa 1000 kg/m^3. Un fluido ideale scorre con velocità v in un condotto orizzontale di raggio R, in cui la pressione vale P; in un certo tratto in cui il condotto ha un raggio minore: la velocità e la pressione sono diminuite. la velocità è aumentata e la pressione è diminuita. la velocità è aumentata e la pressione è la stessa. la pressione è aumentata e la velocità è la stessa. La legge di Stevino: equivale all'equazione di Bernoulli nel caso di condotto a sezione costante. equivale all'equazione di Bernoulli nel caso statico. equivale alla conservzione della portata. equivale all'equazione di Bernoulli nel caso di condotto orizzontale. Un fluido ideale scorre con velocità v in un condotto orizzontale di raggio R; in un certo tratto il condotto si restringe fino a dimezzare il raggio, la velocità in questo tratto sarà: v/2. 2v. 4v. v. Quale forza dobbiamo applicare su uno stantuffo di sezione 10 mm^2, per poter sollevare un'utilitaria di 900 kg posta su una piattaforma di 1 m^2, connessa da un circuito idraulico a tenuta con lo stantuffo?. circa 9000 N. circa 0.9 N. circa 0.09 N. circa 90 N. Un grosso serbatoio aperto in alto è riempito per un'altezza di 5m di acqua. Quanto sarà la pressione esercitata sul fondo?. 1 MPa. 49 kPa. 150 kPa. 1 atm. Un blocco cubico di lato 10 cm e massa 10 kg è appeso a un filo di massa trascurabile, fissato al soffitto, e immerso in acqua. La tensione del filo è pari a: 34 N. 1 N. 10 N. 88 N. Sapendo che la densità dell'elio in condizioni standard è pari a 0.16 kg/m^3, mentre quella dell'aria è 1.21 kg/m^3, quale deve essere il volume minimo di un pallone aerostatico, di massa trascurabile, necessario per sollevare tre persone di massa pari a 80kg?. circa 50 m^3. circa 220 m^3. circa 175 m^3. circa 110 m^3. Quale pressione esercita un blocco di 10.3 kg poggiato su una superficie di 10 cm^2?. Circa 1 Pa. Circa 1 atm. 10.3 Pa. 10 mBar. Cos'è il numero di Reynolds per i fluidi reali?. Il Numero di Reynolds (Re) è un numero adimensionale fondamentale nella meccanica dei fluidi, utilizzato per prevedere il comportamento del flusso dei fluidi reali. Il numero di Reynolds rappresenta il rapporto tra le forze inerziali e le forze viscose all'interno di un fluido in movimento. Re = (ρ · v · L) / η Re basso (tipicamente < 2000): flusso laminare, ordinato, regolare Re alto (tipicamente > 4000): flusso turbolento, caotico, con vortici Tra 2000 e 4000: zona di transizione. Cosa è la viscosità in un fluido?. La viscosità è una proprietà fondamentale dei fluidi reali (liquidi e gas) che rappresenta la loro resistenza allo scorrimento o alla deformazione sotto l'azione di una forza di taglio. Può essere pensata come l'attrito interno di un fluido. La temperatura è per definizione. Una misura empirica della sensazione di caldo o freddo. La proprietà fisica che viene misurata con un termometro. Una proprietà caratteristica di tutti i corpi caldi. La proprietà fisica che valutiamo in gradi. Due corpi sono in equilibrio termico se: non sono messi a contatto. toccandoli entrambi con le mani avvertiamo la stessa sensazione di caldo o freddo. la loro differenza di temperatura non cambia al passare del tempo. lasciati a contatto tra loro per un opportuno intervallo di tempo, raggiungono la stessa temperatura. La temperatura di equilibrio termico tra due sistemi è sempre: intermedia rispetto alle due temperature iniziali dei sistemi. maggiore della temperatura iniziale dei sistemi. minore delle due temperature iniziali dei sistemi. eguale alla media delle due temperature iniziali dei sistemi. La costanza della temperatura tipica di un passaggio di stato va interpretata nel senso che la temperatura. resta costante durante il passaggio di stato. un passaggio di stato non è associato alla costanza della temperatura. rimane la stessa in tutti i punti dello spazio. rimane sempre costante al passare del tempo. Cosa succede quando metto a contatto due corpi di diversa temperatura? Motivare la risposta. Quando si mettono a contatto due corpi a temperatura diversa, il calore passa spontaneamente da quello più caldo a quello più freddo, fino a raggiungere l’equilibrio termico. Questo avviene perché le particelle del corpo più caldo, che si muovono più velocemente, trasferiscono energia a quelle del corpo più freddo, che si muovono più lentamente. Man mano che l’energia si distribuisce, le temperature si avvicinano fino a diventare uguali. Che differenza c'è tra calore e temperatura?. La temperatura è una misura dell'energia cinetica media delle particelle che compongono un sistema. A livello microscopico, una temperatura più alta significa che le particelle si muovono più velocemente, in media. È una proprietà intensiva del sistema, il che significa che non dipende dalla quantità di materia presente. Si misura con un termometro e si esprime in unità come gradi Celsius (°C), gradi Fahrenheit (°F) o Kelvin (K). Il calore è energia in transito che si trasferisce tra due sistemi o tra un sistema e il suo ambiente a causa di una differenza di temperatura. Non è una proprietà che un corpo "possiede", ma piuttosto un processo di trasferimento di energia. È una grandezza estensiva. Si misura in unità di energia, come il Joule (J) nel Sistema Internazionale, o la caloria (cal). Per sciogliere un kg di ghiaccio occorrono 80 kcal; il calore latente di fusione del ghiaccio è. 80 cal*g. 80 J/kg. 80 cal/g. 80 J*kg. Sapendo che il calore latente di evaporazione dell'acqua vale 539 kcal/kg calcolare quanta acqua evapora fornendo 180 kcal. 0,05 litri. 3,3 litri. 0,33 litri. 0,5 litri. Il meccanismo di trasmissione del calore prevalente nei fluidi scaldati dal basso è: la conduzione. l'irraggiamento. la trasmissione per contatto. la convezione. Due chilogrammi d'acqua alla temperatura di 80 °C vengono introdotti in un calorimero contenente un chilogrammo d'acqua a 20 °C. La temperatura di equilibrio raggiunta dopo un certo tempo nel calorimero è: T = 50 °C. T = 33 °C. T = 70 °C. T = 60 °C. Assorbendo 50.4 kJ di calore da 258 g di acqua a 0 °C, quanta acqua rimane? Il calore latente di fusione del ghiaccio è 333 kJ/kg. m = 107 g. m = 151 g. m = 190 g. m = 136 g. Un apparecchio per riscaldare l'acqua può generare 7200 kcal/h. Quanta acqua può riscaldare da 14° a 50° in un'ora?. m = 200 kg. m = 837 g. m = 120 g. m = 200 g. A quale temperatura 7700 J di lavoro innalzano 3.0 kg di acqua, inizialmente alla temperatura di 10.0 °C?. T = 30.0 °C. T = 10.6 °C. T = 15.2 °C. T = 20.5 °C. Un pezzo di ghiaccio a -20°C viene scaldato a 20°C somministrando calore progressivamente. La sua temperatura a tratti sale e a tratti scende. La sua temperatura sale progressivamente. Non ho elementi sufficienti per rispondere. La sua temperatura a tratti sale e a tratti resta costante. Un pendolo è formato da una massa m appesa ad un sottile filo metallico. Se si aumenta la temperatura del sistema, il periodo di oscillazione. aumenta. non possiamo determinarlo. diminuisce. rimane lo stesso. Un blocco di ghiaccio di un kg è inizialmente alla temperatura di 0°C. Quanto calore occorre per trasformarlo in acqua? (calore latente di fusione del ghiaccio 333500 kJ/kg). 333500 J. 666200 J. 44222 J. 88550 J. Sei a piedi nudi con un piede sul pavimento di marmo e uno su un tappeto; con il piede a contatto con il marmo senti più freddo di quello a contatto con il tappeto. Per quale motivo?. Dal tuo piede si trasferisce più energia al pavimento che al tappeto. Il pavimento è a temperatura più bassa del tappeto. Il tuo piede riceve più energia dal tappeto che dal pavimento in marmo. Attraverso le fibre del tappeto non circola aria. Se si mette un cubetto di ghiaccio in un bicchiere d'acqua a temperatura ambiente, durante la fusione del cubetto l'acqua si raffredda perché: essa prende energia dal ghiaccio e quest'ultimo non ne ha più abbastanza da rimanere solido. il ghiaccio si riscalda, e la somma delle due temperature deve rimanere costante. essa cede al cubetto di ghiaccio l'energia necessaria per farlo fondere. il ghiaccio rimane sempre a una temperatura di 0°C. Se la temperatura di un filo di ferro diminuisce da 60 °C a 30 °C, allora si può affermare che: nessuna delle tre risposte precedenti è corretta. l'allungamento del filo diventa la metà;. la lunghezza del filo diventa la metà;. la lunghezza del filo diminuisce;. Quanto calore è necessario per fondere 2,16 kg di piombo? (calore latente di fusione = 23.2 kJ/kg). 500 kJ. 50 kJ. 50 J. 500 J. Quanti joule occorrono per riscaldare di 25 °C una massa d'acqua pari a 2,5 kg? (Il calore specifico dell'acqua è uguale a 4186 Jkg-1K-1). 125,6 kJ. 526,4 kJ. 456,3 kJ. 261.6 kJ. Quando una lunga sbarra metallica è riscaldata: il fenomeno della dilatazione termica lineare è trascurabile. il volume non varia. la dilatazione termica interessa soltanto la lunghezza della sbarra. anche la larghezza e la profondità della sbarra si dilatano, ma in misura trascurabile. Per raffreddare una bibita potete utilizzare 10 cm^3 di ghiaccio a zero gradi oppure 10 cm^3 di acqua anch'essa a zero gradi. Il ghiaccio raffredda di più. L'acqua raffredda di più. Non si può rispondere senza conoscere il volume della bibita. Raffreddano allo stesso modo. L'energia interna di un gas diminuisce quando le molecole del gas. si muovono più lentamente. evaporano. è indifferente se siano più veloci o lente, conta solo il loro numero. si muovono più velocemente. Il calore necessario a far passare un materiale dallo stato solido a liquido viene chiamato. calore irraggiato. calore volvente. calore latente di fusione. calore latente di evaporazione. Ad una massa m1 di 10 kg viene fornita la stessa quantità di calore fornita ad una massa m2 di 20 kg dello stesso materiale. Se per la massa m1 la temperatura aumenta di 10 gradi di quanto aumenta per la massa m2?. 2,5 gradi. 5 gradi. 7,5 gradi. 20 gradi. Cos'è il calore latente in un passaggio di stato. Il calore latente è l'energia assorbita o rilasciata da una sostanza durante un passaggio di stato (es. fusione, evaporazione, solidificazione) senza variazione di temperatura. Cos'è il calore specifico?. Il calore specifico è la quantità di calore necessaria per innalzare di 1 °C la temperatura di 1 kg di una sostanza. Cos'è un passaggio di stato della materia?. Un passaggio di stato è la trasformazione di una sostanza da una forma di materia a un’altra, come da solido a liquido, da liquido a gas, o viceversa, dovuta a variazioni di temperatura o pressione. Quale comportamento caratterizza i passaggi di stato relativamente alle grandezze calore e temperatura?. Durante un passaggio di stato, la temperatura della sostanza rimane costante, mentre il calore (chiamato calore latente) viene assorbito o rilasciato. Quale di queste frasi definisce correttamente una trasformazione adiabatica?. Nel corso della trasformazione l'energia del sistema non può variare in nessun modo. Nel corso della trasformazione l'energia del sistema non può variare mediante scambi di lavoro con l'esterno. Nel corso della trasformazione l'energia del sistema non può variare mediante scambi di calore o lavoro con l'esterno. Nel corso della trasformazione l'energia del sistema non può variare mediante scambi di calore con l'esterno. L'espressione p·DeltaV per il lavoro compiuto da un gas che si espande è valida: a temperatura costante. a volume costante. a pressione costante. sempre. In quale dei seguenti casi un gas racchiuso in un palloncino compie lavoro positivo sull'ambiente?. Quando il palloncino si contrae per una diminuzione della temperatura del gas. Quando il palloncino si innalza per effetto della spinta idrostatica. Quando il palloncino scende per effetto della gravità. Quando il palloncino si espande per un aumento della temperatura del gas. Un gas effettua una trasformazione che gli fa aumenta re l'energia interna di 1000 J. Possiamo affermare che: il volume del gas è diminuito;. la temperatura del gas è aumentata;. la pressione del gas è cambiata;. il gas non ha cambiato il suo stato. Esporre il primo principio della termodinamica. La variazione dell'energia interna di un sistema (ΔU) durante una trasformazione è uguale alla differenza tra il calore (Q) scambiato dal sistema con l'ambiente e il lavoro (W) compiuto dal sistema sull'ambiente ΔU = Q - W. Quanto calore deve essere fornito a 5 kg di piombo per farli passare da una temperatura di 20°C alla temperatura di fusione di 327°C, se il suo calore specifico è pari a 128 J/kg K?. 221.0 kJ. 404 kJ. 196.5 kJ. 122 kJ. Se aumenta l'energia interna di un gas perfetto, cosa succede alla sua temperatura?. aumenta se la trasformazione è isobara. aumenta in ogni caso. aumenta se la trasformazione è isocora. aumenta solo se viene assorbito calore. Se un gas è compresso in maniera isoterma. esso non scambia calore. l'energia si trasferisce nel gas sotto forma di calore. non è fatto lavoro sul gas. l'energia interna del gas rimane costante. Quale tra le seguenti grandezze fisiche non è una funzione di stato?. L'entropia. Il calore. L'energia gravitazionale. L'energia elastica di una molla ideale. Un gas ideale espande fino al doppio del suo volume iniziale, con quale trasformazione compie maggior lavoro?. adiabatica. isoterma. isocora. isobara. Un gas in una trasformazione aumenta l'energia interna di 400 J. Quali sono gli scambi di energia in tale trasformazione?. Q = 200 J; L = 200 J. Q = 200 J; L = -200 J. Q = -200 J; L = -200 J. Q = 400 J; L = 400 J. Una sola tra queste affermazioni è corretta. Quale?. L'energia fornita mediante calore va ad aumentare necessariamente l'energia potenziale del corpo che la riceve. L'energia fornita mediante calore va ad aumentare necessariamente l'energia cinetica del corpo che la riceve. L'energia fornita mediante il calore va ad aumentare necessariamente la temperatura del corpo che la riceve. L'energia fornita mediante il calore va ad aumentare necessariamente l'energia interna del corpo che la riceve. Il calore specifico di una sostanza A è maggiore di quello di una sostanza B. Essi partono dalla stessa temperatura iniziale in un sistema isolato e viene fornito loro la stessa quantità di calore, ne deduciamo che. la temperatura finale di A è la stessa di quella di B. la temperatura finale di A è maggiore di quella di B. la temperatura finale di A è minore di quella di B. non abbiamo informazioni sufficienti per stimare il rapporto tra le temperature finali delle due sostanze. Quanto calore deve essere fornito a 5 kg di piombo per farli passare da una temperatura di 20 °C alla temperatura di fusione di 327 °C, se il suo calore specifico è pari a 128 J/kg K?. 221.0 kJ. 196.5 kJ. 122 kJ. 404 kJ. Se aumenta l'energia interna di un gas perfetto, cosa succede alla sua temperatura?. aumenta se la trasformazione è isocora. aumenta solo se viene assorbito calore. aumenta in ogni caso. aumenta se la trasformazione è isobara. Una macchina a vapore, in ciascun ciclo, assorbe 85 kcal di energia termica dal generatore di vapore e cede 78 kcal al condensatore. Trascurando le altre perdite, determinate la quantità di lavoro compiuto dalla macchina durante ogni ciclo. 58 kJ. 0 J. 29 kJ. 500 J. Un gas perfetto si espande isotermicamente dallo stato A allo stato B. Quale affermazione è sbagliata?. La temperatura del gas rimane costante. Il gas cede calore all'ambiente. L'energia interna del gas rimane costante. Il lavoro che il gas compie è positivo. Due quantità di gas perfetti uguali si trovano nello stesso stato. Uno si espande a pressione costante, l'altro si espande a temperatura costante. Alla fine, quale dei due ha l'energia interna maggiore?. Il primo. Non ci sono elementi sufficienti per rispondere. Hanno la stessa energia interna. Il secondo. L'energia interna di un gas perfetto monoatomico è direttamente proporzionale: alla temperatura assoluta e al volume. alla temperatura assoluta del gas;. alla pressione del gas;. alla temperatura assoluta e al numero di molecole;. Nel caso di una certa quantità di gas perfetto, qual è il numero massimo di variabili di stato indipendenti?. tre. due. una. zero. Un gas perfetto si espande isotermicamente dallo stato A allo stato B. Quale affermazione è sbagliata?. La temperatura del gas rimane costante. L'energia interna del gas rimane costante. Il gas cede calore all'ambiente. Il lavoro che il gas compie è positivo. Due quantità di gas perfetti uguali si trovano nello stesso stato. Uno si espande a pressione costante, l'altro si espande a temperatura costante. Alla fine, quale dei due ha l'energia interna maggiore?. Il secondo. Non ci sono elementi sufficienti per rispondere. Il primo. Hanno la stessa energia interna. Se un gas perfetto raddoppia il suo volume in una trasformazione a temperatura costante, cosa fa la sua pressione?. varia come il logaritmo del volume. raddoppia. dimezza. rimane la stessa. In un motore a scoppio, 0.25 moli di gas contenute nel cilindro si espandono senza scambio di calore contro il pistone. Nella trasformazione, la temperatura diminuisce da 1150 K a 400 K. Quanto lavoro compie il gas? Si assuma che sia un gas perfetto biatomico. L = 4.5 kJ. L = 1.4 kJ. L = 3.8 kJ. L = 2.3 kJ. Una data quantità di gas perfetto, contenuto in un recipiente a pareti rigide, viene riscaldata dalla temperatura di 27°C a quella di 127°C. La sua pressione aumentata di un fattore: 4 / 3. 3 / 2. 5 / 4. 10. Nell'irraggiamento si ha trasporto di: temperatura. massa. energia. calore. Fare un esempio di trasmissione del calore per irraggiamento diverso dal riscaldamento solare. Una stufa elettrica a raggi infrarossi. Esporre i meccanismi di trasmissione del calore. Conduzione: Trasferimento di calore attraverso il contatto diretto tra particelle (molecole o atomi) in un mezzo solido, liquido o gassoso. L'energia viene trasferita da particelle più energetiche a quelle meno energetiche tramite collisioni o vibrazioni. Convezione: Trasferimento di calore mediante il movimento (flusso) di un fluido (liquido o gas). Il fluido riscaldato diventa meno denso e sale, mentre il fluido più freddo e denso scende, creando delle correnti convettive che trasferiscono il calore. Irraggiamento: Trasferimento di calore attraverso l'emissione e l'assorbimento di onde elettromagnetiche. Non richiede un mezzo materiale per propagarsi e può avvenire anche nel vuoto. In ciascun ciclo, una macchina di Carnot assorbe 2500 J di energia termica da una sorgente di calore alla temperatura TC = 450 K e cede calore ad un'altra sorgente a temperature TF = 320 K. Quanto lavoro viene compiuto dalla macchina durante ogni ciclo?. 1.2 kJ. 0 J. 720 J. 360 J. Quale tra le seguenti affermazioni è una conseguenza diretta del teorema di Carnot?. Tutti i cicli reversibili che lavorano tra le stesse due temperature hanno lo stesso rendimento. Tutti i cicli reversibili che lavorano tra due sorgenti di calore hanno lo stesso rendimento. Tutti i cicli reversibili che lavorano tra le stesse due temperature e con lo stesso percorso hanno lo stesso rendimento. Tutti i cicli reversibili o irreversibili che lavorano tra le stesse due temperature hanno lo stesso rendimento. Un gas si espande isotermicamente compiendo 500 J di lavoro. Se la temperatura del gas è 35.0 °C, si trovi la variazione della sua entropia. 1.62 N/K. 1.62 J/K. 0 N/K. 0 J/K. Una macchina opera assorbendo calore da una sorgente a 450 K e cedendola all'ambiente a 300 K; quale è il massimo rendimento ottenibile?. 0.5. 0.67. 0.33. 0.22. In una trasformazione ciclica reversibile, una macchina termica assorbe 450 kcal da un serbatoio di calore e cede 150 kcal ad un altro serbatoio di calore a temperatura più bassa. Il rendimento del ciclo è: eta = 2/3. eta = 3/5. eta = 1/3. eta = 1/4. La temperatura di scarico di una macchina termica è 230 °C. Quale deve essere la temperatura più alta affinchè il rendimento di Carnot sia del 28%?. T = 426 °C. T = 415 °C. T = 319 °C. T = 699 °C. Una macchina di Carnot lavora tra le temperature di 20 °C e 200 °C. Quanto vale il suo rendimento?. eta = 50%. eta = 20%. eta = 38%. eta = 47%. Una macchina termica ideale lavora tra le due temperature T1 = 27 °C e T2 = 127 °C. Quanto vale il suo rendimento?. 0,25. -0,25. 0,6. 0,75. Una macchina produce 10 kJ di lavoro cedendo 35 kJ a una sorgente fredda; il rendimento di tale macchina è: 0,22. 0,29. 1,18. 0,53. Si fanno 18 kJ di lavoro su un refrigeratore, mentre esso trasferisce 115 kJ dal suo interno, il coefficiente di prestazione risulta quindi. 2,2. 5,41. 0,2. 6,38. Una macchina termica produce 8200 J di calore mentre compie 3200 J di lavoro utile. Qual è il rendimento di questa macchina?. eta = 0.28. eta = 0.72. eta = 0.39. eta = 0.60. Per migliorare il rendimento di una macchina termica bisogna: diminuire la temperatura della sorgente calda;. aumentare la temperatura della sorgente calda e diminuire quella della sorgente fredda. diminuire la temperatura della sorgente calda e aumentare quella della sorgente fredda;. aumentare la temperatura della sorgente fredda;. Il coefficiente di performance di un refrigeratore è sicuramente. minore di 1. minore di zero. maggiore di zero. maggiore uguale a 1. Che cosa è possibile soltanto parzialmente, secondo il secondo principio della termodinamica?. La trasformazione del lavoro in calore. La trasformazione dell'energia interna in calore. La trasformazione del calore in lavoro . La trasformazione del calore in lavoro. In una trasformazione termodinamica, l'entropia del sistema cambia di -8 J/K, se ne può dedurre che l'entropia dell'ambiente. è variata 8 J/K o più. è variata tra 0 e 8 J/K. non è variata. è variata di 4 J. Cosa è l'entropia in termodinamica?. L'entropia (indicata con S) è una grandezza termodinamica che misura il grado di disordine o l'irreversibilità di un sistema. Disordine: Maggiore è l'entropia, maggiore è il caos molecolare (es. gas > liquido > solido). Secondo principio: In un sistema isolato, l'entropia non diminuisce mai (aumenta nei processi irreversibili, resta costante in quelli reversibili). Scambio termico: Se un sistema cede calore (Q) a temperatura T, la sua entropia cambia di ΔS=Q/T (se reversibile). Esporre il secondo principio della termodinamica. È impossibile realizzare una trasformazione il cui UNICO risultato sia il trasferimento di calore da un corpo più freddo a un corpo più caldo. (Il calore fluisce spontaneamente solo da temperature più alte a più basse). (formulazione di Clausius). Secondo la teoria cinetica la temperatura assoluta è: direttamente proporzionale all'energia cinetica media per molecole biatomiche e inversamente proporzionale per le monoatomiche. inversamente proporzionale all'energia cinetica media, comunque siano composte le molecole del gas. inversamente proporzionale all'energia cinetica media, se le molecole sono composte da un solo atomo. direttamente proporzionale all'energia cinetica media, comunque siano composte le molecole del gas. Dal secondo principio della termodinamica può essere derivato che: il rendimento del ciclo di Carnot è pari a 1. una macchina termica può funzionare con un'unica sorgente di temperatura. due corpi possono scambiare calore solo se messi in contatto. non è mai possibile trasmissione spontanea di calore da un corpo più freddo a uno più caldo. Un ciclo termodinamico reversibile consiste in due adiabatiche intervallate a due trasformazioni isoterme alle temperature di 15 °C e 200 °C rispettivamente. Il rendimento di tale ciclo: è pari a 0.93. è pari a 0.08. è pari a 0.39. può essere calcolato solo se vengono forniti dati ulteriori. Quale delle seguent affermazioni è falsa: La somma della quantità di calore e il lavoro scambiati da un sistema in un ciclo termodinamico è sempre nulla. La temperatura iniziale e quella finale in un ciclo termodinamico sono uguali. La variazione di energia interna in un ciclo termodinamico chiuso è sempre nulla. Il lavoro in un ciclo termodinamico chiuso è sempre nullo. In una trasformazione reversibile di un gas perfetto il volume finale è il doppio di quello iniziale mentre la pressione è dimezzata. La variazione di energia interna: è nulla. dipende dal tipo di trasformazione. dipende dal numero di moli di gas coinvolte nella trasformazione. è pari al lavoro compiuto dal gas. In una trasformazione adiabatica. Il lavoro totale compiuto sul sistema è nullo. il calore scambiato è pari al lavoro compiuto. La temperatura iniziale e finale sono uguali. Il sistema non scambia calore. Si fornisce il calore Q0 ad un blocco di rame da 5 kg per innalzarne di 1 K la temperatura. Fornendo lo stesso calore a un blocco di 1 kg di rame, la temperatura: si innalza di 2 °C. si innalza di 0.2 K. si innalza di 1 K, perché il calore specifico non dipende dalla massa. si innalza di 5 K. La temperatura di fusione del ghiaccio al livello del mare è: 273.16 K. 297 K. 100 °C. 0 K. Due corpi di stessa capacità termica inizialmente isolati rispettivamente alle temperature di 15 °C e 25 °C, dopo essere messi a contatto si porteranno a una temperatura di equilibrio pari a: circa 293 K. circa 20 K. circa 273 K. circa 313 K. Il calore specifico dell'acqua è pari a circa 4186 J/kg K, il calore latente di fusione del ghiaccio è circa 333 kJ/kg. Si forniscono 10 kJ a una miscela di 2 l di acqua in equilibrio con 15 g di ghiaccio a 0°C. La temperatura finale di equilibrio sarà: circa 1.2 °C. circa 5 °C. circa 12 °C. la stessa, le transizioni di fase avvengono a temperatura costante. La temperatura di un sistema gassoso è legata: all'esistenza di una direzione privilegiata di moto delle molecole costituenti il gas. all'enercia cinetica delle molecole costituenti il gas. all'energia potenziale delle molecole costituenti il gas. alla distanza media tra le molecole di gas. Il suono e la luce. il suono è un'onda mentre la luce non lo è, è invece trasporto di energia. sono onde della stessa natura ma con frequenza diversa. sono onde di natura differente, onda meccanica il suono e onda elettromagnetica la luce. sono onde della stessa natura ma la luce è longitudinale e il suono trasversale. In un film di fantascienza, un'astronave che si trova a metà strada tra la Terra e il Sole è colpita da un missile ed esplode. Un astronauta osserva la scena da una certa distanza: che rumore sentirà?. Nessun rumore. Un rumore la cui intensità dipende dalla distanza dell'astronauta dal luogo dell'esplosione. Un rumore più intenso a quello che sarebbe causato da un'esplosione simile nell'atmosfera terrestre. Un rumore identico a quello che sarebbe causato da un'esplosione simile nell'atmosfera terrestre. Per onda si intende: una perturbazione che si propaga nello spazio, trasportando energia da un punto all'altro di un corpo elastico, grazie a uno spostamento netto delle sue parti. una perturbazione che si propaga nello spazio, trasportando energia da un punto all'altro di un corpo elastico, senza uno spostamento netto delle sue parti. un tipo di moto che produce delle ondulazioni in un corpo elastico. un tipo di moto che produce delle ondulazioni in un corpo non elastico. Quando l'oscillazione delle particelle di un mezzo elastico è parallela alla direzione in cui un'onda si propaga, si ha. un'onda longitudinale. un'onda sismica. un'onda trasversale. un'onda elastica. Qual è il periodo di oscillazione di un'onda con frequenza 100 MHz?. 10 nanosecondi. 10 secondi. 10 microsecondi. 10 millisecondi. Un'onda sinusoidale si propaga in modo tale che l'intervallo fra due creste successive è 0,02 s. Che cosa si può dedurre da questa informazione?. La velocità dell'onda è 0,02 m/s. L'ampiezza dell'onda è 0,02 m. La lunghezza d'onda è 0,02 Hz. La frequenza è 50 Hz. La velocità del suono nell'aria è circa. 33 m/s. 33000 m/s. 330 km/s. 330 m/s. Vedo il lampo e dopo 5 secondi sento il tuono. Il temporale è lontano: circa 150 km. circa 1500 km. circa 15 km. circa 1.5 km. Un suono percorre in due secondi: Circa 600 km. circa 600 m. Circa 60 km. Circa 60 cm. Il range di frequenze delle onde sonore percepibile dall'orecchio umano va circa. da 20 a 20000 kHz. da 20 a 20000 Hz. da 20 a 2000 Hz. da 200 a 2000 Hz. Avendo a disposizione uno strumento musicale, come spieghereste i concetti di frequenza e ampiezza del suono?. Ad esempio con la chitarra, quando pizzichi una corda della chitarra, la corda vibra. La "frequenza" del suono è quanto velocemente quella corda vibra. • Se la corda vibra rapidamente, il suono prodotto sarà acuto. • Se la corda vibra lentamente, il suono prodotto sarà grave. L'"ampiezza" del suono si riferisce a quanto "forte" o "debole" è il suono. È legata a quanto la corda si sposta dalla sua posizione di riposo quando vibra. • Se pizzichi la corda con molta forza, essa vibrerà con un'ampiezza maggiore e il suono sarà più forte. • Se pizzichi la corda delicatamente, vibrerà con un'ampiezza minore e il suono sarà più debole. La distanza tra due picchi di un'onda che si propaga in una corda tesa è pari a 2 m. Se la frequenza dell'onda è 4 Hz, la sua velocità: non può essere calcolata dalle informazioni disponibili. è 2 m/s. è 8 m/s. è 0.5 m/s. Mentre viaggiamo a 72 km/h in auto osserviamo dallo specchietto retrovisore che un'ambulanza si sta avvicinando a sirene spiegate (frequenza di emissione 500 Hz). Se percepiamo il suono a una frequenza di 525 Hz quale è la velocità dell'ambulanza?. 88 km/h. 202 km/h. 125 km/h. 110 km/h. Tendiamo una corda con una tensione T ed osserviamo che un'onda si propaga a velocità v. Variamo la tensione dell'onda ed osserviamo ora un'onda che si porpaga a velocità 2v. Quale è la nuova tensione applicata?. 2T. T/2. 4T. T/4. Si fa vibrare una corda a tensione costante. Se a un certo istante si applica una potenza quadrupla rispetto all'iniziale, l'ampiezza dell'onda. quadruplica. rimane la stessa. dimezza. raddoppia. Quale delle seguenti affermazioni sulle onde meccaniche non è necessariamente vera?. Hanno bisogno di un mezzo per propagarsi. Trasportano energia. Sono sinusoidali. La velocità dipende dalle caratteristiche del mezzo attraverso cui si propagano. La velocità del suono nei solidi è tipicamente un'ordine di grandezza maggiore rispetto a quanto si osserva nei gas. Questo è principalmente dovuto: alla differente compressibilità dei solidi rispetto ai gas. al volume ben definito occupato dal solido rispetto a un gas libero. alla maggiore capacità termica dei solidi. alla differente densità dei solidi rispetto ai gas. Quale funzione tra le seguenti descrive l'onda di maggiore velocità?. y = 18 sin(3x - 15t). y = 6 cos(3x + 15t - 2). y = 8 sin(2x + 15t). y = 4 sin(3x - 15t). Il fenomeno della diffrazione. Non si verfica mai con la luce. può essere spiegato soltanto nell'ambito di un modello ondulatorio. si verifica con il suono, ma non con altri tipi di onde. si verifica con la luce, ma non con altri tipi di onde. La funzione y(x,t) = 4x^2 - 6xt + 9t^2. rappresenta un'onda meccanica longitudinale. non rappresenta un'onda. rappresenta un onda che si propaga a 2.25 m/s. rappresenta un onda che si propaga a 1.5 m/s. Cosa è l'effetto Doppler?. L'effetto Doppler è il fenomeno per cui la frequenza percepita di un'onda (sonora, luminosa, ecc.) cambia quando la sorgente e l'osservatore sono in moto relativo l'uno rispetto all'altro. Spiegare brevemente in che cosa consiste la differenza tra moto della sorgente e moto del ricevitore nell’effetto Doppler per le onde acustiche. La differenza fondamentale tra il moto della sorgente e quello del ricevitore nell'effetto Doppler per le onde acustiche consiste nel modo in cui ciascun moto influisce sulla lunghezza d'onda e sulla frequenza percepite: Quando la sorgente del suono si muove, essa comprime o allunga le onde nello spazio. Se la sorgente si avvicina, le onde sonore davanti ad essa vengono "compresse", riducendo la lunghezza d'onda e aumentando la frequenza percepita. Se si allontana, le onde vengono "allungate", aumentando la lunghezza d'onda e diminuendo la frequenza. Quando il ricevitore si muove, la lunghezza d'onda nel mezzo rimane invariata. Tuttavia, il ricevitore "incontra" o "si allontana" da un numero diverso di fronti d'onda per unità di tempo. Se il ricevitore si avvicina alla sorgente, attraversa più fronti d'onda al secondo, percependo una frequenza maggiore. Se si allontana, ne attraversa di meno, percependo una frequenza minore. Due particelle di carica positiva q e 4q sono separate da una distanza d. Determinare la posizione x di un punto compreso tra le due cariche, misurato da q, presso il quale la forza netta su una terza carica sarebbe zero. x = d/2. x = d/3. x = 2d. x = d/4. In un campo elettrico uniforme vicino alla superficie della Terra, una particella avente una carica di -2.0·10^(-9) C è soggetta ad una forza elettrica di 3.0·10^(-6) N verso il basso. Calcolare l'intensità ed il verso del campo elettrico. E = 500 V /m verso l'alto. E = 1.5 kV /m verso l'alto. E = 750 kN/C verso il basso. E = 1500 N/C verso il basso. Se la distanza tra due cariche elettriche di segno opposto viene raddoppiata, la forza di attrazione: aumenta di un fattore 2. aumenta di un fattore 4. non varia. diminuisce di un fattore 4. Due cariche puntiformi, Q1 = 50 mC e Q2 = 1 mC, sono separate da una distanza r. Qual'è la forza più intensa, quella che Q1 esercita su Q2 o viceversa?. Q1 crea un campo elettrico maggiore, quindi la forza che essa esercita su Q2 sarà maggiore. Dato che la forza di Coulomb è conservativa, le due forze devono essere inversamente proporzionali alla carica, quindi la forza su Q2 è maggiore. Per il principio di azione e reazione le due forze in modulo devono essere uguali. La forza è proporzionale alla carica, quindi Q1 avvertirà una forza maggiore. Quattro cariche della stessa intensità sono poste nei vertici di un quadrato. La forza che si esercita su una delle cariche può essere nulla?. Sì, se le altre tre cariche hanno lo stesso segno. No, in nessun caso. Sì, se le cariche sui vertici opposti hanno lo stesso segno. Sì, se le cariche hanno lo stesso segno. Tre cariche A, B, C sono disposte su un piano. La carica C è sottoposta a una forza di 3 N dalla carica A e una forza di 4 N dalla carica B. La forza totale a cui è sottoposta la carica C risulta. 5 N. 1 N. Non ho elementi sufficienti per rispondere. 7 N. Agli estremi di un'asta orizzontale sono fissate due cariche positive uguali, e al centro è disposta una carica negativa in grado di scorrere lungo l'asta. La carica negativa si trova. in uno stato di equilibrio instabile. Non ho elementi sufficienti per rispondere. in uno stato di equilibrio stabile. in uno stato di non equilibrio. La forza tra due cariche elettriche puntiformi poste a una distanza r dipende dalla distanza secondo una proporzionalità: quadratica. diretta. quadratica inversa. inversa. Una carica elettrica negativa è attratta da una positiva. Se la distanza tra le cariche raddoppia la forza tra le cariche. raddoppia. quadruplica. diventa la metà. diventa un quarto. Una carica elettrica negativa è attratta da una positiva. Se la distanza tra le cariche viene dimezzata la forza tra le cariche. diventa la metà. diventa un quarto. quadruplica. raddoppia. Due palline cariche sono ad una distanza di 20 cm l'una dall'altra. Vengono spostate, e la forza tra esse quadruplica. Quanto distano ora?. 10 cm. 5 cm. 80 cm. 40 cm. Due cariche A e B poste a una distanza d tra loro risentono di una forza attrattiva di intensità F. Dopo aver dimezzato la carica di A e raddoppiato la distanza tra le cariche, l'intensità della forza sarà. F/4. 2F. F/2. F/8. Si enunci e discuta la legge di Coulomb. Due cariche elettriche si attraggono o si respingono con una forza direttamente proporzionale al prodotto delle loro cariche e inversamente proporzionale al quadrato della distanza che le separa. F = k · |q₁ · q₂| / r² k è la costante di Coulomb, k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C² La forza agisce lungo la linea che congiunge le due cariche; è attrattiva se le cariche hanno segno opposto (una positiva e una negativa), e repulsiva se hanno lo stesso segno (entrambe positive o entrambe negative). Le linee di campo nel caso di una carica isolata puntiforme sono: entranti nella carica sia se essa è positiva, sia se è negativa. uscenti dalla carica se essa è negativa, entranti se è positiva. uscenti dalla carica se essa è positiva, entranti se è negativa. uscenti dalla carica sia se essa è positiva, sia se è negativa. Una carica elettrica puntiforme di 0.2 mC ha massa 5 g. Quale dovrebbe essere l'intensità del campo elettrico verticale che dovremmo applicare per tenerla ferma e sospesa nel vuoto?. 120 N/C. 2 N/C. 0.2 N/C. 245 N/C. Si dice che in un punto P dello spazio è presente un campo elettrico se: in P, o nelle sue immediate vicinanze, è presente una carica elettrica. un corpo di prova carico, se posto in P, sperimenta una forza di origine elettrica. in P, o nelle sue immediate vicinanze, è presente un corpo di prova. una carica magnetica posta in P subisce una forza sul piano ortogonale. Tre cariche puntiformi da 0.012 mC sono distribuite lungo una retta r, ciascuna distante 50 cm dalla successiva. Quanto vale il campo elettrico in un punto P, posto su una retta ortogonale ad r e passante per la carica centrale, distante 20 cm dalla carica centrale stessa?. Circa 2·10^6 V/m. Circa 4·10^6 V/m. Circa 1·10^6 V/m. Circa 3·10^6 V/m. Per scoprire se una regione dello spazio è sede di un campo elettrico basta mettervi una carica q e vedere se su di essa si esercita una forza elettrica. Da che cosa dipende il vettore campo elettrico?. Dal valore di q. Né dal valore, né dal segno di q. Dal segno di q. Dal valore e dal segno di q. L'accelerazione con cui si muove una particella carica dentro un campo è: variabile;. costante;. dipende dal tipo di carica. costante se il campo è uniforme;. Definire il campo elettrico. Il campo elettrico è una grandezza fisica vettoriale che descrive l'influenza esercitata da una o più cariche elettriche sullo spazio circostante. Si definisce come: E = F / q F è la forza esercitata sulla carica q è il valore della carica di prova. Come viene definito il campo elettrico? Si discuta il campo elettrico generato da una carica puntiforme. Il campo elettrico E in un punto dello spazio è definito come la forza F che agisce su una carica di prova positiva q posta in quel punto, divisa per il valore della carica: E = F / q Per una carica puntiforme Q, il campo elettrico generato in un punto a distanza r è dato dalla legge di Coulomb: E = k · |Q| / r² dove: k = 9·10⁹ N·m²/C² è la costante di Coulomb, Q è la carica sorgente, r è la distanza dal punto alla carica. Il campo ha direzione radiale: - Se Q > 0, E è radiale uscente; - Se Q < 0, E è radiale entrante. Si definiscano il dipolo elettrico e il momento di un dipolo elettrico e si discuta il campo elettrico generato da tale sistema. Un dipolo elettrico è un sistema costituito da due cariche uguali e opposte (+q e –q) separate da una distanza d. Il momento di dipolo elettrico p è un vettore definito come: p = q · d diretto dalla carica negativa verso quella positiva. Il campo elettrico generato da un dipolo dipende dalla posizione del punto rispetto al dipolo: - Sull'asse del dipolo: E = (1 / (4·π·ε₀)) · (2p / r³) - Sull’equatore del dipolo: E = (1 / (4·π·ε₀)) · (p / r³). La forza che agisce su una particella che ha una data carica elettrica è determinata. dal potenziale elettrico. dalla somma del campo elettrico e del potenziale elettrico. dal vettore campo elettrico. da nessuno di questi. Una particella, con rapporto carica su massa q/m = 2·10^5 C/kg, entra all'istante t = 0 s, all'interno di un condensatore piano, con velocità iniziale v0 = 1·10^6 m/s diretta parallelamente alle armature del condensatore stesso, in un punto equidistante dalle armature. La distanza tra le armature del condensatore è pari a 50 cm e la differenza di potenziale è DV = 1 V. Dopo quanto tempo la particella impatta sull'armatura inferiore (a carica negativa) del condensatore?. 4.8 ms. 1.1 ms. 4.3 micros. 2.4 ms. Un dipolo elettrico è immerso in una campo uniforme di modulo E = 40 N/C; il momento torcente che agisce sul dipolo passa da 0 a 10^(-26) N·m, a seconda dell'angolo theta che il dipolo forma con il campo. Quanto vale il modulo del momento di dipolo ?. 2.5·10^(-28) C·m. 6.2·10^(-28) C·m. 1·10^(-26) C·m. 4.1·10^(-27) C·m. Un elettrone viene posto lungo l'asse di un disco uniformemente carico di raggio R. Se la densità di carica superficiale del disco è 4.0·10^(-6) C/m^2, quanto vale in modulo l'accelerazione iniziale dell'elettrone se è posizionato ad una distanza R, R/100 o R/1000 dal centro del disco?. 2.61·10^15 m/s^2, 6.13·10^15 m/s^2, 6.15·10^15 m/s^2. 7.93·10^16 m/s^2, 7.93·10^16 m/s^2, 7.93·10^16 m/s^2. 8.23·10^16 m/s^2, 1.45·10^17 m/s^2, 3.97·10^17 m/s^2. 1.16·10^16 m/s^2, 3.93·10^16 m/s^2, 3.97·10^16 m/s^2. Fare un esempio di disposizione delle linee di forza del campo elettrico in una distribuzione di cariche. Una carica positiva +q e una carica negativa –q, fisse a distanza d l’una dall’altra. Le linee partono sempre dalla carica positiva e terminano su quella negativa. Tra le due cariche, le linee sono curve e si concentrano formando un arco continuo da +q a –q. Lungo l’asse perpendicolare alla congiungente delle due cariche (asse equatoriale), le linee sono simmetriche e tendono a divergere lateralmente. Si discuta l'interazione tra una carica elettrica e un campo elettrico. Quando una carica elettrica si trova in un campo elettrico, essa subisce una forza elettrica data dalla legge: F = q·E Se q > 0: la forza ha stessa direzione e verso del campo. Se q < 0: la forza ha stessa direzione ma verso opposto al campo. La carica accelera nella direzione della forza, secondo la seconda legge di Newton: F = m·a qunque a = F/m = (q·E)/m Se il campo è uniforme, l'accelerazione è costante. Si discuta l'interazione di un dipolo elettrico con un campo elettrico uniforme in cui sia immerso. Un dipolo elettrico è un sistema composto da due cariche uguali e opposte (±q) separate da una distanza d. Le due cariche subiscono forze uguali e opposte, quindi la forza totale è nulla. Tuttavia, le due forze non sono collineari: generano un momento torcente che tende ad allineare il dipolo con il campo. τ = p × E |τ| = p·E·sin(θ) Un dipolo elettrico in un campo uniforme non trasla, ma ruota cercando di allinearsi al campo. Una regione di spazio di forma sferica è soggetta a un campo elettrico, ma non contiene alcuna carica elettrica al proprio interno. Il flusso attraverso la superficie è: Il flusso è certamente positivo. Le informazioni date non sono sufficienti per rispondere. Il flusso è certamente nullo. Se c'è un campo elettrico c'è un flusso che può essere positivo o negativo. In quali condizioni vale il teorema di Gauss. Soltanto se la somma delle cariche è diversa da zero. Soltanto se la superficie considerata è chiusa. Per qualsiasi superficie nello spazio. Soltanto se la superficie considerata è sferica. Il campo elettrostatico generato da una carica positiva distribuita uniformemente in un guscio sferico di raggio R e spessore infinitesimo, per una distanza dal centro del guscio r minore di R. diminuisce come il quadrato della distanza dal centro del guscio. diminuisce come l'inverso della distanza dal centro della sfera. aumenta proporzionalmente alla distanza dal centro del guscio. è nullo. Un cubo contiene carica uniformemente distribuita nel volume. Si può calcolare il campo elettrostatico generato da tale distribuzione di carica utilizzando la legge di Gauss?. No: in simmetria cubica la legge di Gauss è falsa. Sì, ma solo all'interno del cubo. Sì, ma solo approssimativamente e a grandi distanze. Si, ovunque. Una sfera di raggio R = 30 cm ha una carica di 0.8 microC distribuita uniformemente al suo interno. Quanto vale il campo elettrico in un punto distante r = 25 cm dal centro della sfera?. 315 V/m. 66.6 kV/m. 12.4 kV/m. 666 V/m. Si enunci il teorema di Gauss, fornendo un esempio esplicativo. Il flusso del campo elettrico attraverso una superficie chiusa è proporzionale alla carica totale racchiusa dalla superficie. ∮ E · dA = Q_interna / ε₀ Esempio: Per una carica puntiforme positiva al centro di una sfera immaginaria, il campo elettrico è radiale e uniforme su tutta la superficie. Applicando il teorema di Gauss, si ottiene che: E · 4πr² = q / ε₀ ⇒ E = q / (4πε₀r²). Due cariche puntiformi Q1 = 6 nC e Q2 = -3 nC, distano 80 cm tra esse. Quanto vale il potenziale elettrostatico nel punto P, posto lungo la loro congiungente a un a distanza di 20 cm da Q1?. 354.0 V. 622.4 V. 224.8 V. 161.6 V. Una carica puntiforme Q = 0.1 C viene lasciata libera di muoversi dal suo stato di quiete nell'origine di un sistema di riferimento, sotto l'azione di un campo elettrico uniforme diretto come l'asse x, con modulo E = 75 N/C. Quanto è variata l'energia potenziale elettrostatica della carica quando essa si trova nella posizione x = 2 m?. -15 J. 15 J. -1.5 J. 1.5 J. Quanto lavoro è necessario per spostare una carica di 8 microC da un punto a potenziale zero ad un punto a potenziale 75 V?. L = 600 microJ. L = 400 microJ. L = 0.8 mJ. L = 300 microJ. Un elettrone viene accelerato da una differenza di potenziale V. Quanto più grande sarebbe la sua velocità finale se fosse accelerato da una differenza di potenziale quattro volte più grande?. 1 volta. 2 volte. 4 volte. 8 volte. Una superficie gaussiana sferica di raggio r = 4 cm è concentrica a una sfera carica con densità uniforme di raggio r0 = 1 cm. Il flusso del campo elettrico attraverso la superficie gaussiana vale 5.6·10^4 N·m^2/C. Quale è il potenziale a d = 12 cm di distanza dal centro della sfera carica ?. 1.74·10^4 V. 7.42·10^4 V. 3.71·10^4 V. 9.2·10^3 V. Calcolare la velocità di fuga di un elettrone che si trova inizialmente sulla superficie di una sfera di raggio r0 = 1 cm di carica pari a 1.6·10^(-15) C distribuita uniformemente. 1.12·10^4 m/s. 2.25·10^4 m/s. 9.22·104. 4.5··10^4 m/s. Dopo aver introdotto il concetto di differenza di potenziale tra due punti di una regione in cui sia attivo un campo elettrico, si descriva il potenziale elettrostatico generato da una carica elettrica puntiforme. La differenza di potenziale elettrico tra due punti in un campo elettrico rappresenta il lavoro compiuto dal campo per spostare una carica unitaria positiva da un punto all’altro. Si misura in volt (V). Il potenziale elettrostatico generato da una carica puntiforme Q in un punto a distanza r da essa è dato da: V = k · Q / r k ≈ 9 · 10⁹ N·m²/C² Q è la carica sorgente r è la distanza dal punto alla carica Questo potenziale è scalare, dipende solo dalla distanza dalla carica e decresce con l’aumentare della distanza. Cos'è il potenziale elettrico?. Il potenziale elettrico (o potenziale elettrostatico) in un punto dello spazio è l'energia potenziale elettrica per unità di carica che una piccola carica di prova positiva possiederebbe se posta in quel punto. È una grandezza scalare (non ha direzione, solo un valore). Si misura in Volt (V), che corrispondono a Joule per Coulomb (J/C). È legato al lavoro che il campo elettrico può compiere: la differenza di potenziale tra due punti indica il lavoro fatto dal campo per spostare una carica unitaria tra quei punti. Si discuta la conservazione dell'energia di una carica elettrica in moto all'interno di un campo elettrico. In un campo elettrico conservativo, l’energia meccanica totale di una carica elettrica in moto si conserva. La carica scambia energia tra energia potenziale elettrica e energia cinetica: -Quando la carica si sposta verso potenziali più bassi, l’energia potenziale diminuisce e aumenta la velocità (energia cinetica). -Quando si sposta verso potenziali più alti, l’energia cinetica diminuisce e aumenta l’energia potenziale. Il lavoro fatto dal campo elettrico è uguale alla variazione dell’energia cinetica, senza perdite di energia. Il modulo del campo elettrico generato da un filo uniformemente carico di lunghezza indefinita. diminuisce come il quadrato della distanza dal filo. aumenta proporzionalmente alla distanza dal filo. è proporzionale a 1/r, con r distanza dal filo. è uniforme nello spazio. Il campo elettrico in un punto dello spazio. è pari al potenziale elettrico nel punto moltiplicato per il valore di una carica di prova posta in tale punto. è pari alla forza che si esercita su una carica di prova posta in tale punto. è pari al rapporto tra la forza elettrica esercitata su una carica di prova posta in tale punto diviso per il valore della carica stessa. è pari alla forza che si esercita tra due cariche poste uguali poste simmetricamente a tale punto divisa per il valore della carica comune. Si avvicina un corpo carico A ad un corpo carico B e si nota che essi si attraggono. Avvicinando poi B ad un corpo carico C, si nota che essi si respingono. Si può concludere che: La carica di A ha lo stesso segno di B. La carica di A ha segno opposto a C. Le tre cariche sono dello stesso segno. La carica di A ha lo stesso segno di C. Quale è l'unità di misura della costante dielettrica del vuoto?. J. C^2/(N*m^2). N/ (C^2 * m^2). C^2/m^2. Il campo elettrostatico generato da un piano indefinito uniformemente carico. ha modulo che varia come l'inverso della distanza dal piano. è uniforme nello spazio. ha modulo che varia come l'inverso della distanza dal piano al quadrato. ha modulo inversamente proporzionale alla distanza dal piano. Il campo elettrostatico generato da una carica positiva distribuita uniformemente in un guscio sferico di raggio R e spessore infinitesimo, per r minore di R. è nullo. diminuisce come il quadrato della distanza dal centro della sfera. diminuisce come l'inverso della distanza dal centro della sfera. aumenta proporzionalmente alla distanza dal centro dela sfera. Il campo elettrostatico generato da una carica positiva distribuita uniformemente in una sfera di raggio R, per r minore di R, ovvero all'interno della sfera stessa: è nullo. è costante. aumenta proporzionalmente alla distanza dal centro della sfera. diminuisce come il quadrato della distanza dal centro della sfera. Il potenziale elettrico, proprio come il campo elettrico, è una grandezza vettoriale. Falso. Sono entrambi scalari. Vero. Dipende dai casi. Si discuta la determinazione del campo elettrostatica in un punto di una regione in cui sia noto il potenziale elettrostatico. Per determinare il campo elettrostatico in un punto, se è noto il potenziale elettrostatico nella regione circostante, si usa la relazione: E = -ΔV / Δx cioè il campo elettrico è pari all’opposto della variazione del potenziale rispetto alla distanza. Il segno meno indica che il campo elettrico punta nella direzione in cui il potenziale diminuisce. In un campo elettrico le superfici equipotenziali. sono sempre perpendicolari tra loro. formano sempre delle regioni chiuse dello spazio. sono sempre parallele alle linee di campo. formano sempre angoli retti con le linee di campo. In un conduttore carico di forma qualsiasi, la carica. è più densa nelle parti di superficie a maggior raggio di curvatura. è distribuita uniformemente nel volume del conduttore. è più densa nelle parti di superficie a minor raggio di curvatura. è distribuita uniformemente sulla superficie del conduttore. Mettendo una sfera conduttrice carica a contatto con un'altra sfera identica alla prima, che frazione della carica iniziale rimane sulla sfera?. la stessa carica. un quarto. nessuna carica. la metà. Come varia il potenziale in un conduttore in condizioni elettrostatiche ?. In un conduttore in condizioni elettrostatiche (cioè, quando le cariche al suo interno sono ferme e non c'è flusso di corrente), il potenziale elettrico si comporta in modo molto specifico: -È costante in tutto il volume: Il potenziale elettrico ha lo stesso valore in ogni punto all'interno del conduttore e su tutta la sua superficie. -La superficie è equipotenziale: Di conseguenza, l'intera superficie del conduttore è una superficie equipotenziale. Questo avviene perché, in equilibrio elettrostatico, il campo elettrico all'interno del conduttore è nullo. Come viene definita la capacità elettrica di un conduttore. La capacità elettrica di un conduttore è definita come il rapporto tra la carica Q accumulata e il potenziale elettrico V che essa genera: C = Q / V Esprime quanto un conduttore può accumulare carica per ogni volt di potenziale. L’unità di misura è il farad (F). Si enunci e si dimostri il teorema di Coulomb per il campo elettrostatico in prossimità della superficie di un conduttore carico. In condizioni elettrostatiche, il campo elettrico in prossimità della superficie di un conduttore carico è perpendicolare alla superficie e ha modulo: E = σ / ε₀ E è il campo subito all’esterno della superficie σ è la densità superficiale di carica ε₀ è la costante dielettrica del vuoto Consideriamo una superficie gaussiana "a pastiglia" che attraversa la superficie del conduttore, con una faccia appena all'esterno e una appena all'interno. All'interno del conduttore, il campo è nullo: E_int=0. Il flusso elettrico attraversa solo la faccia esterna: Φ = E · A = Q_interna / ε₀ = σ · A / ε₀ Da cui: E = σ / ε₀. Definire la capacità elettrica. La capacità elettrica è la grandezza che misura la capacità di un conduttore di accumulare carica elettrica per ogni unità di potenziale. C = Q / V C è la capacità (in farad, F) Q è la carica accumulata V è il potenziale elettrico del conduttore. Che differenza c'è tra conduttori e isolanti?. La differenza principale è nella mobilità delle cariche elettriche: Conduttori: le cariche elettriche si muovono liberamente al loro interno (es. metalli). Isolanti: le cariche non si spostano liberamente, restano legate agli atomi (es. plastica, vetro). Nei conduttori si può avere facilmente conduzione di corrente, negli isolanti no. Due condensatori uguali vengono connessi in serie ad una pila da 10 V e si misura una energia immagazzinata pari a 120 J. Quanto vale la capacità di ciascun condensatore. 9.6 F. 4.8 F. 2.4 F. 48 F. In un conduttore carico di forma qualsiasi, la carica. è più densa nelle parti di superficie a maggior raggio di curvatura. è più densa nelle parti di superficie a minor raggio di curvatura. è distribuita uniformemente nel volume del conduttore. è distribuita uniformemente sulla superficie del conduttore. Se raddoppiamo la carica posseduta da un condensatore, cosa succede alla sua capacità?. rimane la stessa. bisogna conoscere il valore della carica. raddoppia. dimezza. Un condensatore C1 = 10 microF connesso a un parallelo tra due condensatori C2 = 10 microF e C3 = 2 microF. Quanto vale la capacità equivalente del circuito. 10.9 microF. 6.25 microF. 11.7 microF. 5.45 microF. Due lastre parallele identiche sono caricate a una differenza di potenziale di 50 V. Se la distanza tra le due lastre è di 5.0 cm, quanto vale il campo elettrico tra le lastre?. E = 1000 V/m. E = 2500 V/m. E = 10 V/m. E = 250 V/m. Due condensatori in parallelo sono collegati a una batteria. Che cosa cambia se inseriamo un terzo condensatore in parallelo agli altri due?. La d.d.p. su ogni condensatore e la capacità equivalente. La capacità equivalente e la carica su ogni armatura. Niente. Solo la capacità equivalente. Si discuta la capacità equivalente di più condensatori in configurazione in serie e in parallelo. Condensatori in parallelo: C_eq = C₁ + C₂ + C₃ + ... La d.d.p. (V) è la stessa su tutti. La capacità equivalente aumenta, perché si somma direttamente. Condensatori in serie: 1 / C_eq = 1 / C₁ + 1 / C₂ + 1 / C₃ + ... La carica (Q) su ogni condensatore è la stessa. La capacità equivalente diminuisce, ed è sempre minore della più piccola delle capacità. Si definiscano il condensatore e la sua capacità elettrica: si discuta quindi il caso specifico di un condensatore piano. Un condensatore è un dispositivo elettrico progettato per immagazzinare energia sotto forma di campo elettrico. È composto tipicamente da due conduttori (chiamati armature) separati da un materiale isolante o dal vuoto. Quando il condensatore viene caricato, una delle armature acquisisce una carica positiva e l'altra una carica negativa di uguale modulo. La capacità elettrica (C) di un condensatore è una misura della sua abilità di immagazzinare carica. Viene definita come il rapporto tra il modulo della carica (Q) presente su una delle armature e la differenza di potenziale (V) tra le due armature: C=Q/V L'unità di misura della capacità è il Farad (F) Condensatore piano: È composto da due lastre parallele di area A, separate da distanza d, con un dielettrico tra esse. Formula della capacità: C = ε₀ · ε_r · (A / d) dove: ε₀ è la costante dielettrica del vuoto ε_r è la costante dielettrica relativa del materiale tra le piastre. Cosa è un condensatore?. Un condensatore è un dispositivo elettrico progettato per immagazzinare energia sotto forma di campo elettrico. È composto tipicamente da due conduttori (chiamati armature) separati da un materiale isolante o dal vuoto. Quando il condensatore viene caricato, una delle armature acquisisce una carica positiva e l'altra una carica negativa di uguale modulo. Come si trovano le capacità equivalenti in caso di condensatori in serie e parallelo?. Condensatori in Serie I condensatori sono collegati uno di seguito all'altro, formando un percorso unico per il passaggio della carica. 1 / C_eq = 1 / C1 + 1 / C2 + ... + 1 / Cn Condensatori in Parallelo I condensatori sono collegati in modo che le loro armature siano connesse agli stessi due punti del circuito, condividendo la stessa differenza di potenziale. C_eq = C1 + C2 + ... + Cn. Due condensatori da 10 microfarad sono posti in parallelo. La loro capacità equivalente è pari a. 20 microfarad. 100 microfarad. 10 microfarad. 5 microfarad. Due condensatori da 10 microfarad sono posti in serie. La loro capacità equivalente è pari a. 10 microfarad. 20 microfarad. 5 microfarad. 100 microfarad. Due condensatori di capacità diversa sono collegati in parallelo. Il sistema è collegato a una pila. Quale delle seguenti affermazioni è falsa?. Le d.d.p. fra le armature sono uguali. Le cariche sulle armature sono diverse. Le energie sui condensatori sono diverse. Se la distanza fra le armature è diversa, i campi elettrici all'interno dei condensatori sono uguali. Due condensatori di capacità pari a 20 microfarad sono in parallelo, la loro capacità equivalente è: 40 microfarad. 80 microfarad. 10 microfarad. 20 microfarad. Due condensatori di capacità pari a 20 microfarad sono in serie la loro capacità equivalente è: 20 microfarad. 10 microfarad. 80 microfarad. 40 microfarad. Due condensatori hanno capacità C1=1,60 μF e C2=2,40 μF, calcola la capacità equivalente quando i condensatori sono collegati in serie. 4 microfarad. 0,96 microfarad. 2 microfarad. 0,5 microfarad. Due condensatori in parallelo sono collegati a una batteria. Che cosa cambia se inseriamo un terzo condensatore in parallelo agli altri due?. Niente. Solo la capacità equivalente. La d.d.p. su ogni condensatore e la capacità equivalente. La capacità equivalente e la carica su ogni armatura. Fra le armature di un condensatore piano c'è dell'aria. La sua capacità diminuisce se: allontaniamo le armature;. aumentiamo la superficie delle armature;. avviciniamo le armature;. inseriamo un dielettrico fra le armature. Un condensatore da 3 microF è caricato a una tensione di 10 V. Quale è l'energia accumulata?. 1,5*10^-6 J. 1,5*10^-4 J. 3*10^-4 J. 3*10^-6 J. Due condensatori hanno capacità C1=1,60 μF e C2=2,40 μF, calcola la capacità equivalente quando i condensatori sono collegati in parallelo. 0,96 microfarad. 4 microfarad. 12 microfarad. 2 microfarad. Si discuta la densità di energia elettrostatica contenuta in una regione di spazio in cui sia attivo un campo elettrostatico, partendo dal caso di un condensatore piano. Nel caso di un condensatore piano, l'energia totale immagazzinata è: E = (1/2) · C · V² Questa energia è concentrata nel campo elettrico presente tra le armature. La densità di energia elettrostatica u (cioè energia per unità di volume) è definita come: u = (1/2) · ε₀ · E² dove ε₀ è la costante dielettrica del vuoto E è il modulo del campo elettrico tra le armature L’energia elettrostatica non è concentrata sulle armature, ma distribuita nello spazio dove il campo esiste, e la densità di energia dipende quadraticamente dal valore del campo. Sia C0 la capacità elettrica di un condensatore vuoto. Se si inserisce nello spazio tra le armature una lastra di dielettrico con costante dielettrica relativa e_r, la capacità del condensatore. diminuisce assumendo il nuovo valore: C = e_r*C0. aumenta assumendo il nuovo valore: C = e_r*C0. aumenta assumendo il nuovo valore: C = e_r*e_0*C0. rimane la stessa. Il potenziale elettrostatico in una regione di spazio che circonda una carica puntiforme Q: è costante. aumenta proporzionalmente alla distanza da Q. diminuisce come l'inverso della distanza da Q. diminuisce come l'inverso del quadrato della distanza da Q. In una regione di campo elettrico uniforme diretto lungo l'asse x, in x = 2 m il potenziale è pari a 150 V, mentre in x = 5 m si ha un potenziale di 450 V. Quanto vale il campo elettrico?. 100 V/m. 300 V/m. - 300 V/m. -100 V/m. Come si definisce la capacità elettrica di un conduttore carico?. La capacità C di un conduttore è data dal rapporto tra la carica accumulata nel conduttore e la differenza di potenziale tra le armature del conduttore stesso. La capacità C di un conduttore è pari al rapporto costante tra carica e potenziale del conduttore, C = Q/V. La capacità C di un conduttore è pari al prodotto tra carica e potenziale del conduttore, C = QV. La capacità C di un conduttore è pari al prodotto tra carica e campo all'interno del conduttore, C = QE. Indicando con PI il pi greco e con e0 la costante dielettrica del vuoto, il campo elettrostatico all'interno di un conduttore sferico di raggio R e carica Q è pari a. Q/(4*PI*e0*R^2). Q/(4*PI*e0*R). Q/(PI*e0*R). 0. Indicando con PI il pi greco e con e0 la costante dielettrica del vuoto, il potenziale di un conduttore sferico di raggio R e carica Q è pari a. Q/(PI*e0*R). Q/(4*PI*e0*R). 0. Q/(4*PI*e0*R^2). Quale è la capacità equivalente di una coppia di condensatori connessi in parallelo?. il prodotto delle capacità dei singoli condensatori. la somma delle capacità dei singoli condensatori. Il rapporto tra le capacità dei singoli condensatori. l'inverso della somma delle capacità inverse dei singoli condensatori. Quale è l'energia elettrostatica di un condensatore di capacità C, caricato con una carica Q?. Q/V. 1/2 QV. Q/C. CV. La rigidità dielettrica di un mezzo. è il rapporto tra la capacità C di un condensatore riempito riempito con il mezzo e quella nel vuoto. è il massimo valore che il campo può assumere prima che abbia luogo una scarica elettrica. È la densità di carica contenuta nel dielettrico. è la massima carica che può accumularsi sule armature di un condensatore riempito con il mezzo. La rigidità dielettrica di un mezzo. è il rapporto tra la capacità C di un condensatore riempito riempito con il mezzo e quella nel vuoto. è la massima carica che può accumularsi sule armature di un condensatore riempito con il mezzo. è il massimo valore che il campo può assumere prima che abbia luogo una scarica elettrica. È la densità di carica contenuta nel dielettrico. Il campo elettrico esterno a un conduttore carico, in prossimità della sua superficie, è. diretto ortogonalmente alla superficie del conduttore con modulo pari alla carica contenuta nel conduttore diviso la costante dielettrica nel vuoto. diretto ortogonalmente alla superficie del conduttore con modulo pari alla densità di carica superficiale locale diviso la costante dielettrica nel vuoto. nullo. diretto parallelamente alla superficie del conduttore con modulo pari alla densità di carica superficiale locale diviso la costante dielettrica nel vuoto. Si discuta l'effetto dell'inserimento di un dielettrico all'interno di un condensatore carico. L'inserimento di un dielettrico all'interno di un condensatore carico (isolato dalla batteria) produce i seguenti effetti: -La capacità aumenta: La nuova capacità diventa C' = ε_r · C₀ -La carica Q resta costante -La differenza di potenziale diminuisce: V' = Q / C' < V = Q / C₀ -Il campo elettrico interno si riduce: E = V / d ⇒ E' < E₀ Il dielettrico aumenta la capacità, riduce il potenziale e indebolisce il campo elettrico interno. Si discutano gli effetti sulla configurazione elettrica di un condensatore quando viene inserito un mezzo dielettrico al suo interno. Quando si inserisce un mezzo dielettrico tra le armature di un condensatore, si modificano diversi aspetti della configurazione elettrica: Condensatore collegato a una batteria: La capacità aumenta: C' = ε_r · C₀ La carica Q aumenta Il campo elettrico interno si riduce a causa della polarizzazione del dielettrico L’energia immagazzinata aumenta Condensatore isolato: La capacità aumenta La tensione tra le armature diminuisce Il campo elettrico si riduce L’energia immagazzinata diminuisce. Come sono definiti la polarizzazione in un mezzo dielettrico su cui agisca un campo elettrico e il vettore di induzione elettrica?. La polarizzazione P è definita come il momento di dipolo elettrico per unità di volume indotto nel materiale P = ε₀χₑE dove ε₀ è la costante dielettrica del vuoto χₑ è la suscettività elettrica del materiale È la formazione di dipoli elettrici all'interno del materiale dielettrico a causa dell'applicazione di un campo elettrico esterno. Il vettore di induzione elettrica D (o spostamento elettrico) tiene conto sia del campo elettrico applicato che della polarizzazione del mezzo ed è definito come: D = ε₀E + P dove ε₀ è la permittività elettrica del vuoto E è il campo elettrico totale nel dielettrico P è il vettore di polarizzazione del dielettrico È un campo vettoriale che descrive la distribuzione delle cariche elettriche in un mezzo. Una carica di 4 mC e massa 2 mg si trova a una distanza di 3 m da un piano infinito omogeneamente carico e subisce una accelerazione di 4 m/s^2 per effetto del campo generato dal piano stesso. Quale è la densità di carica presente nel piano?. 3.54·10^(-11). 1.77·10^(-11). 8.85·10^(-11). 7.1·10^(-11). In un filo conduttore scorre una corrente di 16 A.La quantità di carica che attraversa il conduttore in tre minuti è: 1440 J. 2880 C. 1440 C. 2880 J. in un filo scorre una corrente di 3 A per u'ora. Quanta carica elettrica è transitata?. 5600 C. 10800 C. 5600 J. 10800 J. L'intensità di corrente elettrica è per definizione: il prodotto della resistenza di un conduttore per l'intervallo di tempo in cui ciò avviene. il prodotto della quantità di carica che attraversa la sezione di un conduttore per l'intervallo di tempo in cui ciò avviene. il rapporto tra la quantità di carica che attraversa la sezione di un conduttore e l'intervallo unitario di tempo. il rapporto tra la quantità di carica che attraversa la sezione di un conduttore e l'intervallo di tempo in cui ciò avviene. Una corrente continua di 2.5 A scorre in un filo per 4 minuti. Quanta carica passa in ogni punto del circuito durante questo intervallo di tempo?. Q = 10 C. Q = 100 C. Q = 600 C. Q = 0.06 C. Attraverso la sezione del filo di una lampadina, passano 1,6·10^19 elettroni in un secondo. Qual è la corrente che attraversa la lampadina?. 2,56 A. 1 A. 1,6·10^19 A. 1,6·10^-19 A. Che corrente occorre per far transitare in un filo 600 C in un minuto?. 10 A. 20 A. 600 A. 60 A. Definire la corrente elettrica. La corrente elettrica è il flusso di cariche elettriche che attraversano una sezione di un conduttore in un certo intervallo di tempo. I = Q / Δt Q è la carica totale (in coulomb, C) Δt è il tempo (in secondi, s) Si misura in Ampere (A). Si definisca il vettore densità di corrente e si discuta l'equazione di continuità della corrente elettrica. Il vettore densità di corrente descrive la distribuzione spaziale della corrente elettrica in un mezzo. È definito come: J=ρv ρ = densità di carica v = velocità di deriva delle cariche A livello microscopico, per cariche q, densità volumetrica n e velocità di deriva v_d: J = n * q * v_d L'equazione di continuità esprime la conservazione della carica elettrica in un volume: ∇ ⋅ J + ∂ρ/∂t = 0 ∇ ⋅ J Rappresenta il flusso netto di carica che esce (o entra) per unità di volume in un punto ∂ρ/∂t (derivata parziale di ρ rispetto al tempo): Rappresenta la variazione nel tempo della densità volumetrica di carica (ρ) in quel punto In condizioni di regime stazionario, non c'è accumulo o diminuzione di carica, quindi ∂ρ/∂t = 0. Come è definita l'intensità di corrente in un conduttore e come si misura?. L'intensità di corrente elettrica (simbolo I) è definita come la quantità di carica elettrica (ΔQ) che attraversa una sezione trasversale di un conduttore nell'unità di tempo (Δt). I = ΔQ / Δt. Si misura in Ampere (A), che è un'unità fondamentale del Sistema Internazionale (SI). Un Ampere corrisponde al passaggio di un Coulomb (C) di carica al secondo (1 A = 1 C/s). Due resistenze da 10 ohm sono disposte in serie La loro resistenza equivalente è. 10 ohm. non ho elementi sufficienti per rispondere. 5 ohm. 20 ohm. Due resistenze da 10 ohm sono disposte in parallelo. La loro resistenza equivalente è. 5 ohm. non ho elementi sufficienti per rispondere. 10 ohm. 20 ohm. Quale resistenza posso collegare a un generatore da 9 V per avere una corrente di 2 A?. 9 ohm. 4,5 ohm. 81 ohm. 2.25 ohm. Due resistenze da 20 ohm sono in parallelo tra loro e in serie con una resistenza da 10 ohm. Quanto vale l'equivalente?. 60 ohm. 40 ohm. 10 ohm. 20 ohm. Si hanno tre resistori diversi collegati in serie e percorsi da corrente; quello con resistenza maggiore conduce: più corrente degli altri. meno corrente degli altri. la stessa corrente degli altri. dovrei conoscere il valore delle resistenze. Si vuole far circolare in una resistenza R0 = 400 Ohm una corrente di 10 mA, collegandola ad una pila da 12 V. Che resistenza devo aggiungere al circuito per ottenere il mio scopo?. R1 = 800 Ohm in parallelo. R1 = 200 Ohm in parallelo. R1 = 200 Ohm in serie. R1 = 800 Ohm in serie. Quanto vale la corrente che scorre in un circuito formato da una pila da 9 V in serie con due resistenze di valore 5 e 10 ohm rispettivamente?. 0.3 A. 10 A. 0.6 A. 1 A. Due resistenze hanno valore di 20 ohm e 40 ohm. Quanto vale la resistenza equivalente quando vengono connesse in parallelo?. 60 ohm. 13,3 ohm. 5 ohm. 30 ohm. Si hanno tre resistori diversi collegati in parallelo collegati a una stessa DDP. Quello con resistenza minore conduce: dovrei conoscere il valore delle resistenze. la stessa corrente degli altri. meno corrente degli altri. più corrente degli altri. Si hanno tre resistori diversi collegati in parallelo collegati a una stessa DDP. Quello con resistenza maggiore conduce: meno corrente degli altri. dovrei conoscere il valore delle resistenze. la stessa corrente degli altri. più corrente degli altri. Si hanno tre resistori diversi collegati in serie e percorsi da corrente; quello con resistenza minore conduce: meno corrente degli altri. dovrei conoscere il valore delle resistenze. più corrente degli altri. la stessa corrente degli altri. Si hanno tre resistori uguali collegati in serie e percorsi da corrente; quello posto al centro fra gli altri due dissipa: dovrei conoscere il valore delle resistenze. meno potenza degli altri. più potenza degli altri. la stessa potenza degli altri. Si hanno tre resistori uguali collegati in serie e percorsi da corrente; quello posto al centro fra gli altri due conduce: dovrei conoscere il valore delle resistenze. più corrente degli altri. la stessa corrente degli altri. meno corrente degli altri. Due resistenze hanno valore di 20 ohm e 40 ohm. Quanto vale la resistenza equivalente quando vengono connesse in serie?. 10 ohm. 60 ohm. 13,3 ohm. 30 ohm. La prima legge di Ohm si può enunciare nella forma: V*2i = R. V / R = i. R / i = V. V * i = R. Si enunci la legge di Ohm generalizzata per la conduzione elettrica e se ne descriva poi la forma specifica nel caso di conduttori metallici. La legge di Ohm generalizzata afferma che: 𝐽 = σ · 𝐸 J è il vettore densità di corrente (A/m²) σ è la conduttività elettrica del materiale (S/m) E è il campo elettrico applicato (V/m) Nei conduttori metallici, dove la resistività 𝜌=1/𝜎 è costante, la legge si può scrivere nella forma più comune: V = R · I V è la differenza di potenziale (V) I è la corrente (A) R è la resistenza del conduttore (Ω). Si definisca la resistenza elettrica di un conduttore e si discutano le resistenze equivalenti di una serie di resistori e di un sistema di resistori in parallelo. La resistenza elettrica di un conduttore è la grandezza che misura la sua opposizione al passaggio della corrente elettrica. Si definisce come il rapporto tra la differenza di potenziale V applicata ai suoi capi e la corrente I che lo attraversa: R = V / I Resistenze in serie Le resistenze si sommano: R_eq = R_1 + R_2 + ... + R_n La corrente è la stessa in tutti i resistori. Resistenze in parallelo La resistenza equivalente si calcola con: 1 / R_eq = 1 / R_1 + 1 / R_2 + ... + 1 / R_n La tensione ai capi di ogni resistore è la stessa. Come si trovano le resistenze equivalenti in caso di resistenze in serie e parallelo?. Collegamento in Serie: Quando le resistenze sono collegate una dopo l'altra, formando un unico percorso per la corrente, la resistenza equivalente (Req) è la somma delle singole resistenze. Formula: Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn Collegamento in Parallelo: Quando le resistenze sono collegate tra gli stessi due punti, offrendo percorsi alternativi alla corrente, il reciproco della resistenza equivalente è la somma dei reciproci delle singole resistenze. Formula: 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn Per due sole resistenze in parallelo, una formula semplificata è spesso usata: Formula: Req = (R1 × R2) / (R1 + R2). Esporre la prima legge di ohm. La prima legge di Ohm afferma che, per un conduttore ohmico a temperatura costante, la tensione V ai suoi capi è direttamente proporzionale alla corrente I che lo attraversa: V = R · I dove R è la resistenza del conduttore. Una tensione di 220V viene applicata a una stufa elettrica che durante il suo funzionamento dissipa 500W. Qual è la sua resistenza della stufa?. circa 100 ohm. circa 1 ohm. circa 10 ohm. circa 1000 ohm. Una lampada ad incandescenza da 120 watt ed uno scaldabagno elettrico da 1500 watt sono alimentati dalla stessa tensione. Segue che: non si può rispondere senza conoscere le correnti. è più elevata la resistenza della lampada ad incandescenza. le resistenze elettriche dei due apparecchi sono le stesse. è più elevata la resistenza dello scaldabagno elettrico. Qualunque conduttore ohmico percorso da corrente dissipa energia per effetto Joule. è vero solo se la corrente è costante nel tempo. è sempre falso. è sempre vero. qualche volta è falso. Per scaldare di 1 °C un litro di acqua sono necessari 4180 J di calore. Una corrente di 2 A che passa dentro una resistenza di 10 OHM per due minuti riesce a produrre questo calore?. No. Dipende dalla temperatura iniziale dell'acqua. Non ci sono elementi sufficienti per rispondere. Sì. Calcolate la resistenza di un faro d'automobile da 40 W se la batteria è da 12 V. R = 3.6 ohm. R = 4.8 ohm. R = 1.2 ohm. R = 2.4 ohm. Una resistenza da 10 ohm di potenza massima pari a 5 W è collegata a una pila da 9 V. La resistenza riesce a dissipare la potenza. La resistenza brucia. Non ho elementi sufficienti per rispondere. La resistenza si espande. Una serpentina di 30 Ohm è immersa in 40 l di acqua a temperatura di 15 °C. Si vuole scaldare l'acqua a 45 °C in 30 minuti. Sapendo che il calore specifico dell'acqua è 4186 J/(kg·K), quale tensione bisogna applicare alla serpentina?. 4.5 V. 12 V. 420 V. 290 V. Agli estremi di due conduttori ohmici di resistenza R1 = 1000 OHM e R2 = 2000 OHM, è applicata la stessa d.d.p. Quale dei due assorbe una potenza maggiore?. R2, perché è più grande di R1. La potenza è la stessa perché la d.d.p. è uguale. R1, perché è attraversato da una corrente maggiore. Dipende dal valore della d.d.p. Una centrale elettrica sviluppa una potenza di 5 MW. Che cosa significa?. Può compiere un lavoro di 5 milioni di joule in unsecondo. Può compiere un lavoro di 5 milioni di joule inun'ora. Può compiere un lavoro di 1000 J in 5000 s. Può compiere un lavoro di 5000 J in 1000 s. Su un trapano elettrico c'è scritto 500 W. Che cosa significa?. Riceve dagli elettroni che l'attraversano 500 J di energia ogni secondo. La corrente massima che può sopportare è 500 A. Per farlo funzionare, sono necessari 500 J. Può essere collegato a una pila che fornisce 500 V. Quanto tempo impiega una lampadina da 100 W a dissipare 30 kJ?. cinque minuti. dieci minuti. un'ora. un minuto. Quanto calore eroga una sorgente da 500 W in 10 minuti?. 500 kJ. 5000 kJ. 300 kJ. 1,3 kJ. Quale potenza è erogata da una resistenza di 1 kohm alimentata da una tensione di 50 V?. 25 W. 2,5 W. 25 J. 2,5 J. La potenza elettrica P è data dall'espressione: P = i · V. P = i / R. P = i R. P = i / V. La potenza disponibile in un circuito domestico è 3 kW, la tensione 220 V. Che cosa significa?. Nel circuito possono passare 3000 C in un'ora. Non possono funzionare contemporaneamente 3 elettrodomestici da 1 kW. Nel circuito può passare al massimo una corrente di circa 13,6 A. Nel circuito passano 3 A in 1000 ore. Una resistenza da 22 ohm è attaccata alla rete elettrica a 220 V; la corrente che percorre la resistenza è: 2200 A. 220 A. 110 A. 10 A. Ho a disposizione un generatore da 24 V e una bobina di filo in bronzo fosforoso (resistività = 0.12 mOhm·cm) di diametro 0.24 mm. Quanto filo devo avvolgere attorno ad un dispositivo che voglio tenere caldo fornendogli 60W?. 1.15 cm. 8 m. 36.2 cm. 44.2 cm. Un dispositivo elettrico produce calore con una potenza di 2,5 W per 10 minuti. Quanto calore viene prodotto?. 25 J. 1500 cal. 1500 J. 25 cal. Una resistenza da 10 ohm è collegata a una pila da 9 V. La potenza dissipata dalla resistenza è: 8.1 W. 81 J. 81 W. 8,1 J. In un filo di resistenza pari a 5 ohm scorre una corrente di 16 A. La potenza erogata è: 1560 W. 1280 W. 160 W. 80 W. Quale tensione massima posso applicare a una resistenza da 10 ohm con potenza massima di 10 W?. 3,3 V. 100 V. 1 V. 10 V. Una serpentina di 30 Ohm è immersa in 40 l di acqua a temperatura di 15 °C. Si vuole scaldare l'acqua a 45 °C in 30 minuti. Sapendo che il calore specifico dell'acqua è 4186 J/(kg·K), quale tensione bisogna applicare alla serpentina?. 290 V. 12 V. 4.5 V. 420 V. In un resistore attraversato dalla corrente i si produce una quantità di calore Q. Quanto calore si produce nello stesso intervallo di tempo se la corrente è 0.5·i?. 0.5·Q. Non si può rispondere. 2·Q. 0.25·Q. Una resistenza alimentata da una batteria da 12V eroga 40 W di potenza, quanto vale la resistenza?. 0,8 ohm. 3,3 ohm. 36 ohm. 3,6 ohm. Cos'è l'effetto Joule?. L'effetto Joule è il fenomeno per cui una corrente elettrica che attraversa un conduttore produce calore a causa della resistenza del materiale. L'energia elettrica viene trasformata in energia termica secondo la formula: Q = R · i² · t. In cosa consiste l'effetto Joule in un conduttore e che forma assume l'effetto Joule se lo si considera localmente?. L'effetto Joule in un conduttore consiste nella trasformazione dell'energia elettrica in calore quando una corrente scorre in un materiale resistivo. Localmente, l’effetto Joule si esprime come densità di potenza dissipata per unità di volume: P = J · E P è la potenza dissipata per unità di volume (W/m³) J è il vettore densità di corrente (A/m²) E è il campo elettrico (V/m). Definire la potenza elettrica. La potenza elettrica è la rapidità con cui l'energia elettrica viene trasferita o convertita da un circuito elettrico ad un altro dispositivo, o viceversa. Si misura in Watt (W) nel Sistema Internazionale, dove 1 Watt equivale a 1 Joule per secondo (1 W = 1 J/s). In un circuito, la potenza elettrica (P) è data dal prodotto della tensione (V) ai capi di un componente per la corrente (I) che lo attraversa P = V · I. Due lampade hanno resistenza rispettivamente di 100 e 200 ohm, e vengono connesse ad un generatore di forza elettromotrice di 100 V. Calcolare la corrente che circola nel generatore quando le due resistenze sono connesse in serie. I = 0.22 A. I = 0.11 A. I = 0.33 A. I = 0.44 A. Due lampade hanno resistenza rispettivamente di 100 e 200 ohm, e vengono connesse ad un generatore di forza elettromotrice di 100 V. Calcolare la corrente che circola nel generatore quando le due resistenze sono connesse in parallelo. I = 1.0 A. I = 2.0 A. I = 0.5 A. I = 1.5 A. Sulla batteria di un veicolo c'è scritto 12 V e 50 Ah (si legge ampere-ora). Il primo dato è la d.d.p. che la batteria fornisce. Che cosa rappresenta il secondo dato?. La possibile durata della batteria. La corrente massima che la batteria fa circolare. La quantità di carica che la batteria può fornire. La capacità termica della batteria. Ad una batteria ideale di 1.5 V sono collegate in parallelo due resistenze. La batteria eroga una corrente di 50 mA. Se una delle resistenze è di 60 OHM, qual'è il valore dell'altra?. R = 100 ohm. R = 80 ohm. R = 20 ohm. R = 60 ohm. Se avete a disposizione un generatore di tensione di 120 V e tante lampadine da 6V, come fate per accenderle senza bruciarle?. Colleghiamo 10 lampadine in serie. Colleghiamo 10 lampadine in parallelo. Colleghiamo 20 lampadine in serie. Colleghiamo 20 lampadine in parallelo. Una piccola lampadina assorbe 300 mA da una batteria di 1.5 V. Qual è la resistenza della lampadina?. R = 0.45 ohm. R = 4.0 ohm. R = 5.0 ohm. R = 4.5 ohm. Si definisca la forza elettromotrice di un generatore elettrico e si descriva il circuito equivalente che schematizza un generatore reale connesso ad un carico esterno. La forza elettromotrice (f.e.m.) di un generatore elettrico è l'energia per unità di carica che il generatore fornisce per spingere le cariche elettriche attraverso il circuito esterno e anche al suo interno, vincendo le resistenze presenti. Rappresenta la capacità del generatore di mantenere una differenza di potenziale tra i suoi terminali. Si misura in Volt (V), proprio come la differenza di potenziale, in quanto è energia per unità di carica (J/C). [Generatore reale] │ ├───(ℰ)───(Ri)───┐ │ │ └──────────────(Rc)───┘ Un generatore reale si può rappresentare come una f.e.m. ideale (una sorgente di tensione costante) in serie a una resistenza interna Ri. Quando è collegato a un carico esterno Rc, la tensione ai capi del carico è inferiore alla f.e.m. a causa della caduta di tensione sulla resistenza interna. Si enuncino le leggi di Kirchhoff per i circuiti elettrici lineari. Prima legge di Kirchhoff La somma algebrica delle correnti che entrano in un nodo è uguale alla somma delle correnti che escono. (Conservazione della carica elettrica) ∑I_in = ∑I_out Seconda legge di Kirchhoff La somma algebrica delle differenze di potenziale (tensioni) lungo una maglia chiusa è uguale a zero. (Conservazione dell’energia elettrica) ∑V = 0. Esporre le leggi dei circuiti elettrici. Legge di Ohm Descrive la relazione tra tensione (V), corrente (I) e resistenza (R) in un componente ohmico: V=R⋅I Leggi di Kirchhoff La somma algebrica delle correnti in un nodo è zero. ∑I_entranti =∑I_uscenti La somma algebrica delle tensioni in una maglia chiusa è zero. ∑V_k=0 Legge di Joule Descrive la potenza (P) dissipata per effetto termico in un resistore: P = I²·R o P = V²/R. Un condensatore dimezza la sua carica iniziale scaricando in 20 ms attraverso una resistenza da 40 Ohm. Quale è la sua capacità?. 0.14 mF. 0.08 mF. 1 mF. 0.72 mF. Una pila da f = 12 V è connessa ad una serie formata da una resistenza R = 1.4 MOhm e un condensatore con C = 1.8 microF. Collegando al tempo t0 = 0s il circuito, dopo quanto tempo la carica accumulata sul condensatore sarà pari a 16 microC?. 6.2 s. 13 ms. 3.4 s. 2.1 s. Si descriva il processo di carica in un circuito RC. Nel processo di carica di un condensatore in un circuito RC (resistenza-condensatore in serie), quando si chiude il circuito: Il condensatore inizia ad accumulare carica. La corrente è massima all’inizio e decresce nel tempo. La carica sul condensatore cresce esponenzialmente secondo la legge: Q(t) = Q_max · (1 - e^(–t / (R·C))) dove Q_max = C · V è la carica massima, R la resistenza, C la capacità e t il tempo. Dopo un tempo pari a 5·RC (costante di tempo), il condensatore è praticamente completamente carico. Si discuta il bilancio energetico del processo di scarica in un circuito RC. Nel processo di scarica di un condensatore in un circuito RC: L'energia inizialmente immagazzinata nel condensatore è: E₀ = ½ · C · V₀² dove C è la capacità e V₀ la tensione iniziale. Durante la scarica, questa energia viene completamente dissipata sotto forma di calore nella resistenza R. Nessuna energia rimane nel condensatore alla fine. Energia elettrica iniziale = Energia termica dissipata nella resistenza. Si verifichi tramite analisi dimensionale che il prodotto RC rappresenti effettivamente un tempo. La resistenza R ha dimensioni: [R] = ohm = V / A = (kg·m²)/(s³·A²) La capacità C ha dimensioni: [C] = farad = A·s / V = (A²·s⁴)/(kg·m²) [R·C] = [(kg·m²)/(s³·A²)] · [(A²·s⁴)/(kg·m²)] = s. Quando un ago magnetico si trova in una zona in cui è presente un campo magnetico, risulta sottoposto: a una forza che agisce sul polo nord;. a una coppia di forze;. a una forza e a una coppia di forze. a una forza che agisce sul polo sud;. Perché il polo Nord della bussola è attratto dal polo Nord magnetico della Terra? Due poli magnetici dello stesso nome non dovrebbero respingersi?. Se si considerasse la Terra come una grande calamita, il polo Nord geografico sarebbe in realtà un polo Sud magnetico. Il polo Nord della bussola è attratto dal polo Sud del sole. La ragione sta nel fatto che l'intensità del campo magnetico terrestre è molto debole. Non è sempre vero che due poli omologhi si respingono. Quante calamite è possibile creare, in linea di principio, frammentando un magnete?. Infinite. Nessuna, perché se si spezza un magnete esso perde la sua magnetizzazione. Finchè la magnetizzazione non si esaurisce. Un numero qualsiasi, purché sia pari. Del campo magnetico e del campo elettrostatico si può dire che: il primo non è conservativo, mentre il secondo lo è. il primo è conservativo, mentre il secondo non lo è. entrambi sono conservativi. entrambi non sono conservativi. Si descriva la forza di Lorentz e si discuta qualche esempio applicativo. La forza di Lorentz è la forza che agisce su una carica elettrica in movimento in presenza di un campo elettrico e/o un campo magnetico. La forza di Lorentz è data dalla somma vettoriale di due componenti: Forza elettrica Forza magnetica La forza di Lorentz totale è la somma vettoriale di queste due componenti: F=qE+q(v×B) Esempi Applicativi: Motori Elettrici: Il principio di funzionamento di un motore elettrico si basa sulla forza di Lorentz. Una corrente elettrica che attraversa una bobina immersa in un campo magnetico subisce una forza magnetica che crea una coppia, facendo ruotare la bobina. Aurora boreale: particelle cariche deviate dal campo magnetico terrestre. In quale delle seguenti situazioni fisiche un campo magnetico uniforme esercita una forza su una carica puntiforme?. la carica si muove con velocità ortogonale al campo. la carica è ferma. Nessuna delle precedenti. la carica si muove con velocità parallela al campo. Quando un ago magnetico si trova in una zona in cui è presente un campo magnetico, risulta sottoposto: a una coppia di forze;. a una forza che agisce sul polo nord;. a una forza e a una coppia di forze. a una forza che agisce sul polo sud;. Una particella carica si muove lungo una retta attraverso una particolare regione dello spazio. Vi può essere un campo magnetico non nullo in questa regione?. Assolutamente no, altrimenti la particella verrebbe deviata. Si, ma il campo deve essere parallelo alla direzione della velocità. Si, ma il campo deve essere ortogonale alla direzione della velocità. Si, ma deve anche esserci un campo elettrico parallelo al campo magnetico. Un protone ed una particella alpha (nucleo di elio, m_al = 4·m_P q_al = 2·q_P) hanno la stessa energia cinetica quando entrano in una regione dove è presente un campo magnetico ortogonale alla loro velocità. Qual'è il rapporto dei raggi dei loro cammini circolari espresso come Rp/Ra?. Rp/Ra = 2. Rp/Ra = 1/2. Rp/Ra = 1/4. Rp/Ra = 1. Un protone con una velocità di 5.0·10^6 m/s avverte, attraversando un campo magnetico, una forza massima di 8.0·10^(-14) N. Quanto vale il modulo del campo magnetico?. B = 0.50 T. B = 0.30 T. B = 0.20 T. B = 0.10 T. Un protone con una velocità di 5.0·10^6 m/s avverte, attraversando un campo magnetico le cui linee di forza formano un angolo di 30° con la direzione della velocità, una forza di 8·10^(-14) N. Quanto vale il modulo del campo magnetico? (La carica del protone è 1.6·10^(-19) C). B = 0.2 T. B = 0.3 T. B = 0.4 T. B = 0.1 T. La forza magnetica che agisce su una carica elettrica. E' parallela alla velocità della carica. È parallela alla direzione del campo magnetico. Può modificarne l'energia cinetica. Non può modificarne il modulo della velocità. Una particella carica attraversa una regione dello spazio, senza subire deviazione. Possiamo affermare che in quella regione non è presente un campo magnetico?. Non si può rispondere, perché non è noto il segno della carica. Sì, perché, se ci fosse un qualunque campo magne-tico, la particella cambierebbe direzione. No, perché ci potrebbe essere un campo parallelo alla direzione della velocità. Sì, perché non agisce nessuna forza sulla carica. Una particella, con rapporto carica su massa q/m = 2·10^5 C/kg, entra in una regione di campo magnetico omogeneo di modulo B = 0.5 T, con velocità iniziale v0= 1·10^6m/s diretta ortogonalmente al campo stesso. Quale sarà il raggio della sua traiettoria?. 10 cm. 10 m. 4 m. 1 m. Un protone si muove con velocità di 5·10^6 m/s nella stessa direzione di un campo magnetico B di modulo 1.5 T. Quanto vale la forza di Lorentz che subisce il protone?. F = 2·10^(-13) N. F = 12·10^(-11) N. F = 0 N. F = 12·10^(-13) N. Una carica percorre una traiettoria circolare di raggio 0.024 mm sotto l'effetto di un campo magnetico diretto ortogonalmente al piano della traiettoria. Il campo esercita una forza di modulo 3·10^(-6) N sulla carica. Quanto vale l'energia cinetica della carica?. 3.6·10^(-11) J. 7.2·10^(-11) J. 1.4·10^(-10) J. 6.5·10^(-12) J. Nell'espressione della forza di Lorentz sono presenti tre vettori: forza, velocità, campo. Quali sono sempre perpendicolari fra loro?. Ogni vettore è sempre perpendicolare agli altri due. La velocità è perpendicolare al campo. La forza è perpendicolare alla velocità. Non ci sono due vettori sempre perpendicolari. In quale delle seguenti situazioni fisiche un campo magnetico uniforme esercita una forza su una carica puntiforme?. la carica si muove con velocità parallela al campo. la carica è ferma. Nessuna delle precedenti. la carica si muove con velocità ortogonale al campo. Due cariche elettriche q1 e q2 = 4q1, aventi velocità di modulo v1 e v2 = 2 v1, entrano in un campo magnetico omogeneo con velocità perpendicolare al campo stesso. Calcolare il rapporto F1/F2 dei moduli delle forze agenti sulle due cariche. 2. 1/2. 4. 1/8. Un campo elettrico di 1.5 kV/m ed un campo magnetico di 0.30 T, ortogonale al campo elettrico, agiscono su un elettrone in moto lungo una retta ortogonale sia al campo elettrico che al campo magnetico, in modo che sull'elettrone agisca una forza risultante nulla. Qual'è la velocità dell'elettrone?. v = 8000 m/s. v = 5000 m/s. v = 2000 m/s. v = 11000 m/s. Una particella carica in un campo magnetico uniforme una particella carica in un campo magnetico uniforme. Non subisce forze. Si mette in movimento per effetto del campo. Se era ferma inizia a ruotare. Subisce una forza se è in movimento. Cosa succede se si posiziona una carica elettrica ferma in un campo elettrico? E in un campo magnetico?. Se si posiziona una carica elettrica ferma: In un campo elettrico: la carica subisce una forza diretta lungo la direzione del campo (F = qE), quindi viene accelerata. In un campo magnetico: la carica non subisce alcuna forza, perché la forza magnetica dipende dalla velocità (F = q v × B) e qui v = 0. Si discuta il principio di funzionamento di uno spettrometro di massa. Uno spettrometro di massa funziona separando ioni in base al loro rapporto massa/carica (m/q). Gli atomi/molecole vengono ionizzati (cioè caricati elettricamente). Gli ioni vengono accelerati da un campo elettrico e quindi entrano in una zona con campo magnetico perpendicolare alla loro velocità. Nel campo magnetico, gli ioni seguono traiettorie circolari: il raggio dipende da m/q (r = mv/qB). Misurando il raggio (o il tempo di volo), si determina la massa o la composizione isotopica della sostanza. Cosa succede a una carica elettrica in movimento in un campo magnetico?. Una carica elettrica in movimento in un campo magnetico subisce una forza, detta forza di Lorentz, perpendicolare sia alla velocità della carica sia alla direzione del campo magnetico. Questa forza non modifica il modulo della velocità (quindi non cambia l’energia cinetica), ma devia la traiettoria della carica, facendola muovere su una curva, tipicamente una circonferenza (se il campo è uniforme e ortogonale alla velocità). Si descriva il moto di una carica che entra con velocità orientata in direzione generica all'interno di una regione di campo magnetico uniforme. Se una carica entra in un campo magnetico uniforme con una velocità orientata in direzione generica (cioè né parallela né perpendicolare al campo), il suo moto è una traiettoria elicoidale (a spirale). Questo avviene perché la velocità della carica viene scomposta in due parti: La componente della velocità parallela al campo non subisce forze e causa un moto rettilineo. La componente della velocità perpendicolare al campo subisce la forza di Lorentz e causa un moto circolare. La combinazione di questi due moti dà la spirale. Si discuta il principio di funzionamento di uno spettrometro di massa. (dup). Uno spettrometro di massa funziona separando ioni in base al loro rapporto massa/carica (m/q). Gli atomi/molecole vengono ionizzati (cioè caricati elettricamente). Gli ioni vengono accelerati da un campo elettrico e quindi entrano in una zona con campo magnetico perpendicolare alla loro velocità. Nel campo magnetico, gli ioni seguono traiettorie circolari: il raggio dipende da m/q (r = mv/qB). Misurando il raggio (o il tempo di volo), si determina la massa o la composizione isotopica della sostanza. Due fili indefiniti paralleli, distanti 1 mm sono attraversati dalla stessa corrente I con stesso verso. Tra di essi si misura una forza attrattiva per unità di lunghezza pari a 0.5 N/m. Quanto vale I?. 25 A. 50 A. 10 A. 80 A. Una spira quadrata di lato L = 20 cm è percorsa da una corrente di 2 mA. Essa è immersa in un campo magnetico uniforme di 0.5 T diretto ortogonalmente alla superficie della spira. Quale è il valore del momento della forza applicata sulla spira?. 6·10^(-5) N·m. 0 N·m. 2*10^(-4) N*m. 4·10^(-4) N·m. La forza che si esercita tra due fili conduttori rettilinei e paralleli percorsi da correnti uguali ed equiverse: è ortogonale ai fili e repulsiva. è nulla. è ortogonale ai fili e attrattiva. è parallela ai fili. Una spira quadrata di lato L = 20 cm è immersa in una regione di campo magnetico B = 4 T diretto ortogonalmente alla superficie della spira stessa. Quanto vale il momento della forza magnetica agente sulla spira quando in essa circola una corrente pari a 2 A. 0.32 N·m. 0 N·m. 160 N·m. 16 N·m. Un filo rettilineo è percorso da corrente. Possiamo accorgercene con. una cellula fotoelettrica. una bussola. un metronomo. uno stetoscopio. Il momento torcente su una spira percorsa da corrente, immersa dentro un campo magnetico, dipende: dalla corrente, dalla superficie della spira, dal campo e da come la spira è orientata nel campo. solo dalla corrente e dall'angolo che la spira forma con la direzione del campo;. solo dall'area della spira e dal campo;. solo dalla corrente e dal campo;. Una spira quadrata di lato L = 20 cm è percorsa da una corrente di 2 mA. Essa è immersa in un campo magnetico uniforme di 0.5 T diretto ortogonalmente alla superficie della spira. Quale è il valore del momento della forza applicata sulla spira?. 4*10^(-4) N*m. 6*10^(-5) N*m. 0 N*m. 2*10^(-4) N*m. Si definisca il momento magnetico di una spira piana e l'azione di un campo magnetico su di essa. Il momento magnetico di una spira piana è un vettore dato da: μ = I · A · n̂ I è la corrente nella spira A è l'area della spira n̂ è il versore normale alla superficie della spira Un campo magnetico applicato alla spira esercita su di essa un momento torcente che tende a ruotarla per allineare il momento magnetico μ con la direzione del campo. Il momento torcente è: τ = μ × B cioè il prodotto vettoriale tra momento magnetico e campo magnetico. Si descriva la forza che un campo magnetico esercita su un tratto di filo rettilineo e su un circuito chiuso percorsi da corrente. Un tratto di filo rettilineo di lunghezza L percorso da una corrente I, immerso in un campo magnetico uniforme B, subisce una forza magnetica F. Questa forza è sempre perpendicolare sia alla direzione della corrente che a quella del campo magnetico. Il modulo (intensità) della forza è dato da: F = I * L * B * sin(theta) dove theta è l'angolo tra la direzione del filo (corrente) e la direzione del campo magnetico. Se un circuito chiuso (come una spira) è immerso in un campo magnetico uniforme, la forza magnetica netta totale su di esso è nulla. Tuttavia, anche se la forza netta è zero, il campo magnetico può esercitare un momento della forza (o torcente) sulla spira. Questo momento tende a far ruotare la spira per allineare il suo momento magnetico con la direzione del campo. Il modulo del momento torcente è dato da: tau = N * I * A * B * sin(theta) dove N è il numero di spire, I è la corrente, A è l'area della spira, B è il campo magnetico, e theta è l'angolo tra il vettore normale all'area della spira e la direzione del campo magnetico. Un filo indefinitamente lungo è percorso da una corrente i, in un punto distante r dal filo, il campo magnetico è. diretto sullo stesso piano individuato dal filo e dal punto e proporzionale a i/r^2. diretto ortogonalemnte al piano individuato dal filo e dal punto e proporzionale a i/r. nullo. diretto sullo stesso piano individuato dal filo e dal punto e proporzionale a i/r. Una carica puntiforme positiva, viaggia a velocità costante parallelamente a un filo infinitamente lungo a distanza d da esso. Ad un certo istante nel filo è attivata una corrente stazionaria i con verso concorde a quello della carica, che a questo punto. Viene deflessa verso il filo. Permane nel suo stato di moto rettilineo uniforme. Viene deflessa ortogonalmente al piano sotteso dal filo e dalla sua traiettoria iniziale. Viene deflessa lontano dal filo. Il campo magnetico lungo l'asse di una spira circolare percorsa da corrente. E' diretto come la corrente nella spira. E' minimo al centro della spira. E' proporzionale al quadrato della corrente. È massimo al centro della spira. Le linee di forza del campo magnetico intorno ad un filo rettilineo molto lungo percorso da una corrente I sono: delle circonferenze parallele al filo. delle circonferenze concentriche con il filo. delle rette parallele al filo. delle rette uscenti dal filo. Ad una distanza di 2.4 cm da un filo conduttore rettilineo molto lungo, il campo magnetico ha modulo 16 microT. Quanto vale l'intensità di corrente nel filo?. B = 2.82 A. B = 4.07 A. B = 1.92 A. B = 1.64 A. Si enunci e descriva la legge di Biot-Savart. Il campo magnetico dB generato in un punto nello spazio da un elemento infinitesimo di corrente Idl è dato da: d𝐵 = (μ₀ / 4π) · (I · d𝐥 × 𝑟̂) / r² dove: μ₀ = permeabilità magnetica del vuoto I = intensità di corrente nel filo d𝐥 = elemento infinitesimo di lunghezza del filo, vettore nella direzione della corrente 𝑟̂ = versore che va dall'elemento di corrente al punto di osservazione r = distanza tra elemento di corrente e punto di osservazione × = prodotto vettoriale Il campo magnetico generato da un piccolo tratto di filo percorso da corrente è proporzionale a I e d𝐥. La direzione di d𝐵 è perpendicolare sia a d𝐥 che a 𝑟̂ (regola della mano destra). Il campo magnetico diminuisce con il quadrato della distanza (1/r²). Per ottenere il campo totale, si integra su tutto il filo percorso dalla corrente. Il campo magnetico presente in un solenoide ideale di lunghezza infinita non dipende da. dal materiale all'interno del solenoide. dal raggio del solenoide. dalla corrente che scorre nel solenoide. dal numero delle spire per unità di lunghezza. Il campo magnetico generato dalla corrente che scorre in un filo rettilineo indefinito è diretto. Su un piano parallelo al filo. Su una superficie sferica concatenata col filo. Su un piano ortogonale al filo. Parallelamente al filo. Cosa afferma il teorema di Ampere?. La corrente che circola in una resistenza è pari al rapporto tra la differenza di potenziale ai capi delle resistenza diviso la resistenza stessa. Due fili paralleli indefinitamente lunghi, attraversati da una corrente di 1 A, esercitano tra loro una forza per unità di lunghezza pari a mu_0/(2*PI_greco). la circuitazione del campo magnetico lungo una linea chiusa è uguale alla somma algebrica delle correnti, con segno opportunamente definito, concatenate alla linea chiusa moltiplicata per la permeabilità magnetica del vuoto. La forza esercitata da un campo magnetico B su una carica puntiforme q che si muove a velocità v è data dal prodotto di q per il prodotto vettoriale tra v e B. La legge di Ampère afferma che: La circuitazione del campo elettrostatico è sempre nulla. La circuitazione del campo magnetico è sempre nulla. Nessuna delle altre risposte. La circuitazione del campo elettrico è nulla. Una carica con q/m = 1.27·10^6 C/kg, si muove di moto circolare uniforme con una velocità di 400 m/s, all'interno e intorno all'asse di un lungo solenoide rettilineo, in cui circola una corrente di 0.25 A. Il raggio della traiettoria della carica è 10 cm. Il solenoide avrà quindi. Circa 100 spire/cm. Circa 1000 spire/cm. Circa 20000 spire/cm. Circa 10000 spire/cm. Un solenoide lungo 10 cm, con 600 spire, è percorso da una corrente di 20 A. Quanto vale il campo magnetico al suo interno?. B = 6 microT. B = 23 mT. B = 151 mT. B = 226 mT. Si descriva il campo magnetico all'interno di un solenoide rettilineo percorso da corrente. All'interno di un solenoide rettilineo ideale, percorso da corrente, il campo magnetico è uniforme, parallelo all'asse del solenoide e diretto lungo l'asse. Le linee di campo sono dense e parallele tra loro. All'esterno, il campo è molto debole e tende a zero rapidamente. L'intensità del campo dipende dalla corrente che lo attraversa, dal numero di spire per unità di lunghezza e dalla permeabilità magnetica del mezzo all'interno del solenoide. Si enunci e si descriva il teorema di Ampere. La circuitazione del campo magnetico lungo una linea chiusa è uguale al prodotto tra la permeabilità magnetica del vuoto μ₀ e la corrente totale concatenata alla linea: ∮ B · dl = μ₀ · I_tot Il teorema di Ampère permette di calcolare il campo magnetico generato da distribuzioni di corrente stazionarie, sfruttando la simmetria del problema. È particolarmente utile in casi come: Fili rettilinei infiniti e/o Solenoidi. In quale dei seguenti casi cambia il flusso del campo magnetico che attraversa una superficie?. Facendo variare l'intensità del campo o l'orientamento della superficie. Solo variando velocemente l'intensità del campo magnetico. Solo variando l'orientamento della superficie rispetto alle linee del campo. Solo variando lentamente l'intensità del campo magnetico. Il teorema di Gauss per il campo magnetico afferma che: il flusso di un campo magnetico attraverso una qualsiasi superficie chiusa è proporzionale al numero di magneti contenuti all'interno della superficie. il flusso di un campo magnetico attraverso una qualsiasi superficie chiusa è uguale a zero. Il flusso del campo magnetico attraverso una qualsiasi superficie aperta è zero. il flusso di un campo magnetico attraverso una superficie qualsiasi è uguale a zero. Si discuta brevemente la classificazione dei materiali sulla base delle loro proprietà di magnetizzazione. I materiali si dividono principalmente in tre categorie a seconda del comportamento rispetto a un campo magnetico esterno: Diamagnetici: Sono debolmente respinti da un campo magnetico. Non hanno momenti magnetici permanenti; la loro debole risposta è dovuta a un campo indotto che si oppone a quello esterno. Paramagnetici: Sono debolmente attratti da un campo magnetico. Possiedono momenti magnetici atomici permanenti che tendono ad allinearsi con il campo esterno, ma l'allineamento è ostacolato dall'agitazione termica. Ferromagnetici: Sono fortemente attratti da un campo magnetico e possono rimanere magnetizzati anche dopo la rimozione del campo. Hanno domini magnetici in cui i momenti atomici sono spontaneamente allineati, e questi domini si riorientano o crescono sotto l'influenza di un campo esterno. In quale dei seguenti casi cambia il flusso del campo magnetico che attraversa una superficie?. Solo variando lentamente l'intensità del campo magnetico. Solo variando velocemente l'intensità del campo magnetico. Facendo variare l'intensità del campo o l'orientamento della superficie. Solo variando l'orientamento della superficie rispetto alle linee del campo. Il flusso magnetico concatenato con una bobina cambia da -30 Wb a +38 Wb in 0.42 secondi. Quanto vale il modulo della f.e.m. indotta nella bobina?. f = 90 V. f = 19 V. f = 28.5 V. f = 162 V. Si enuncino la legge di Faraday-Neumann e Lenz illustrando almeno un esempio. Legge di Faraday-Neumann La forza elettromotrice (f.e.m.) indotta in un circuito è pari alla variazione nel tempo del flusso magnetico concatenato al circuito, con segno negativo: f = - dΦ/dt Legge di Lenz La direzione della corrente indotta è tale da generare un campo magnetico che si oppone alla variazione del flusso che l’ha generata. Se un magnete si avvicina a una spira, il flusso magnetico attraverso la spira aumenta; la corrente indotta nella spira genera un campo magnetico opposto all’avvicinamento del magnete, cioè si oppone all’aumento del flusso. Cosa succede se un circuito elettrico si trova in presenza di un campo magnetico variabile?. Se un circuito elettrico si trova in presenza di un campo magnetico variabile nel tempo, si genera in esso una forza elettromotrice indotta (f.e.m.) secondo la legge di Faraday-Neumann. Questa f.e.m. induce una corrente elettrica che si oppone alla causa che l'ha generata, cioè alla variazione del flusso magnetico (secondo la legge di Lenz). In pratica, un campo magnetico variabile induce corrente elettrica nel circuito. Una spira di lati a = 20 cm (parallelo all'asse y di un piano cartesiano) e b = 30 cm (parallelo all'asse x) ha resistenza R = 10 Ohm. Essa esce con velocità costante v0 = 10 m/s, in direzione delle x positive, dal semipiano x < 0 in cui è presente il campo magnetico di modulo B = 2T, diretto ortogonalmente al piano. Quale è la corrente che circola nella spira durante l'uscita?. 4.6 A. 1.2 N. 0.4 A. 1 A. Si descriva un semplice circuito RL e se ne studi l'andamento temporale in termini di corrente circolante. Un circuito RL è formato da: un resistore (R), un induttore (L), una batteria (f.e.m. costante), collegati in serie. La corrente non sale istantaneamente a causa dell'induttanza, ma cresce nel tempo secondo la legge: I(t) = (f / R) · (1 - e^(−t/τ)) f è la f.e.m. della batteria, τ = L / R è la costante di tempo del circuito, e è la base dei logaritmi naturali. All’istante t = 0 → I(0) = 0 Dopo un tempo pari a 5τ → la corrente è praticamente stabilita a f/R L’induttore si oppone alle variazioni di corrente iniziali, poi si comporta come un filo (cioè resistenza nulla) Nel circuito RL, la corrente cresce esponenzialmente fino al valore stazionario I = f / R, con un ritardo determinato dall’induttanza. Si verifichi tramite analisi dimensionale che il rapporto L/R rappresenti effettivamente un tempo. L'unità di misura dell'induttanza è l'henry (H): 1 H = 1 V·s / A Quindi, le dimensioni di L sono: [L] = [V]·[s]/[A] = (M·L²·T⁻³·A⁻¹)·T·A⁻¹ = M·L²·T⁻²·A⁻² L'unità di misura della resistenza è l’ohm (Ω): 1 Ω = 1 V / A Quindi: [R] = [V]/[A] = M·L²·T⁻³·A⁻¹ / A = M·L²·T⁻³·A⁻² [L] / [R] = (M·L²·T⁻²·A⁻²) / (M·L²·T⁻³·A⁻²) = T. In un circuito RL, dove L = 10 H circola a regime una corrente di 3 A. L'energia magnetica immagazzinata è pari a. 45 J. 90 J. 30 J. 150 J. Si espongano gli aspetti energetici legati alla presenza di un campo magnetico in una regione di spazio. Un campo magnetico immagazzina energia nello spazio in cui è presente. L'energia magnetica è associata, ad esempio, a: Correnti elettriche nei circuiti Campi B statici o variabili prodotti da magneti o solenoidi Il campo magnetico trasporta e conserva energia, che può essere trasformata (es. in lavoro o calore) nei dispositivi elettrici come motori, trasformatori o induttori. Si esponga la legge di Ampere-Maxwell. La legge di Ampère-Maxwell estende la legge di Ampère introducendo il contributo del campo elettrico variabile. Essa afferma: La circuitazione del campo magnetico lungo una linea chiusa è pari alla somma della corrente reale e della corrente di spostamento, moltiplicate per la permeabilità del mezzo. Si descriva la forma generale delle equazioni di Maxwell. Le equazioni di Maxwell descrivono il comportamento dei campi elettrico e magnetico e il loro legame con le cariche e le correnti. Legge di Gauss per il campo elettrico ∮ E · dA = Q_interna / ε₀ Legge di Gauss per il campo magnetico ∮ B · dA = 0 Legge di Faraday-Neumann ∮ E · dl = - dΦ_B / dt Legge di Ampère-Maxwell ∮ B · dl = μ₀ (I + ε₀ · dΦ_E / dt). Si discuta l'andamento temporale di almeno uno dei parametri elettrici in un circuito LC. In un circuito LC ideale, la corrente nell'induttore (I(t)) oscilla sinusoidalmente nel tempo. Quando il condensatore è completamente carico, la corrente è nulla. Quando il condensatore si scarica, la corrente aumenta fino a raggiungere il suo massimo quando il condensatore è completamente scarico. Questo ciclo si ripete con la corrente che inverte la sua direzione, mostrando un'oscillazione continua tra l'energia elettrica del condensatore e quella magnetica dell'induttore. Quando si parla di corrente alternata si intende: che il valore della corrente cambia nel tempo irregolarmente da positivo a negativo e viceversa. che il valore della corrente vale zero per metà del periodo. che la corrente cambia periodicamente senso di scorrimento con una dipendenza sinusoidale dal tempo. che la corrente circola per metà del tempo, mentre per l'altra metà è uguale a zero. Si descriva un circuito ideale RLC e il suo comportamento in regime di alimentazione in alternata. Un circuito ideale RLC è composto da una resistenza (R), un’induttanza (L) e un condensatore (C) collegati in serie e alimentati da una sorgente di tensione alternata, tipicamente sinusoidale. In questo regime, la tensione varia nel tempo secondo una legge del tipo V(t) = V₀ · sin(ωt) anche la corrente che circola nel circuito sarà una funzione sinusoidale del tempo, ma in generale sfasata rispetto alla tensione. Il circuito RLC in regime di alimentazione alternata mostra un comportamento fortemente dipendente dalla frequenza, con un picco di corrente alla frequenza di risonanza e un andamento variabile del sfasamento tra corrente e tensione. Per generare un'onda elettromagnetica occorre. un campo elettrico o magnetico che variano. una vibrazione delle particelle dell'atmosfera. un campo elettrico statico. un campo magnetico statico. Una carica elettrica oscilla generando una perturbazione dello spazio. Dopo 10 secondi questa perturbazione ha percorso. tremila km. un milione di km. trecentomila km. tre milioni di km. Un elettrone inizia ad oscillare. Dopo quanto tempo l'oscillazione poò essere percepita a 900000 km di distanza?. 3 minuti. 3 secondi. 9 secondi. 9 minuti. Esporre i concetti fondamentali delle onde elettromagnetiche. Le onde elettromagnetiche sono perturbazioni del campo elettrico e magnetico che si propagano nello spazio anche nel vuoto, alla velocità della luce (c = 3 × 10⁸ m/s). Sono formate da un campo elettrico e un campo magnetico oscillanti e mutuamente perpendicolari, entrambi perpendicolari alla direzione di propagazione. Si originano quando una carica elettrica accelera, come nel caso di un elettrone che oscilla. Si descriva un'onda elettromagnetica piana, discutendone le caratteristiche. Un’onda elettromagnetica piana è un’onda in cui i campi elettrico e magnetico oscillano in modo sinusoidale e sono distribuiti in piani infiniti, uniformi e paralleli tra loro. Il campo elettrico E e il campo magnetico B sono perpendicolari tra loro e perpendicolari alla direzione di propagazione dell’onda. Questa configurazione è detta trasversale. I due campi oscillano in fase, con ampiezze legate dalla relazione: E/B = c dove c è la velocità della luce. Si verifichi tramite analisi dimensionale che l'inverso del prodotto tra epssilon_0 e mu_0 rappresenta il quadrato di una velocità. [ε₀] = C² / (N·m²) = s⁴·A² / (m³·kg) [μ₀] = N / A² = kg·m / (A²·s²) [ε₀·μ₀] = (s⁴·A²) / (m³·kg) × (kg·m) / (A²·s²) = s² / m² 1 / (ε₀·μ₀) = m² / s² = [velocità]². Come possono essere prodotti rispettivamente i campi elettrici e magnetici?. I campi elettrici sono prodotti da cariche elettriche (ferme o in movimento) e possono variare nel tempo quando le cariche si muovono o variano. I campi magnetici sono generati da correnti elettriche (cioè cariche in movimento) o da un campo elettrico variabile nel tempo. Entrambi i campi possono influenzarsi reciprocamente: un campo elettrico variabile genera un campo magnetico, e un campo magnetico variabile genera un campo elettrico, come descritto dalle equazioni di Maxwell. Si definisca il vettore di Poynting specificandone il significato fisico. Il vettore di Poynting, indicato con S, è definito come: {S} = 1 / μ₀ \{E} x {B}) Esso rappresenta la densità di potenza trasportata da un’onda elettromagnetica, ovvero la quantità di energia che attraversa una superficie unitaria perpendicolare alla direzione di propagazione, per unità di tempo. Si discutano gli effetti meccanici delle onde elettromagnetiche. Le onde elettromagnetiche esercitano effetti meccanici perché trasportano energia e quantità di moto. Quando incidono su una superficie, possono trasferire parte della loro quantità di moto, generando una pressione di radiazione. Si definisca un'onda elettromagnetica monocromatica e se ne discutano le caratteristiche di polarizzazione. Un’onda elettromagnetica monocromatica è un’onda con una sola frequenza (o lunghezza d’onda) e dipendenza sinusoidale nel tempo. È una soluzione ideale delle equazioni di Maxwell nel vuoto o in mezzi omogenei, e si scrive come: E(x, t) = E₀ · cos(kx - ωt + φ) dove E₀ è l’ampiezza k il numero d’onda ω la pulsazione φ la fase La polarizzazione descrive l’orientamento del campo elettrico nel piano perpendicolare alla direzione di propagazione. Un recipiente in vetro (n = 1.52) è riempito con un liquido di indice di rifrazione pari a 1.63. Quale è l'angolo limite di un raggio luminoso che si propaga nel liquido e va a incidere sulla parete del contenitore?. 49.1°. 31.4°. 86.4°. 68.8°. Quali tra queste onde elettromagnetiche possiamo percepire direttamente?. onde radio. luce. raggi x. raggi gamma. Si introducano le caratteristiche distintive dell'approssimazione di ottica geometrica. L’ottica geometrica è un’approssimazione valida quando la lunghezza d’onda della luce è molto più piccola degli oggetti con cui interagisce. In questo regime, la luce è trattata come un insieme di raggi rettilinei. Le sue caratteristiche principali sono: Propagazione rettilinea della luce nei mezzi omogenei Leggi della riflessione e rifrazione Indipendenza dai fenomeni ondulatori come diffrazione e interferenza. Si descrivano le leggi di riflessione e rifrazione della luce in ottica geometrica. In ottica geometrica, le leggi della riflessione e rifrazione descrivono il comportamento della luce quando passa da un mezzo a un altro. Riflessione: Il raggio incidente, il raggio riflesso e la normale alla superficie giacciono nello stesso piano. L’angolo di incidenza è uguale all’angolo di riflessione: θ₁ = θ_r Rifrazione (legge di Snell): La luce cambia direzione passando da un mezzo a un altro con indice di rifrazione diverso. La relazione tra gli angoli e gli indici è: n₁·sin(θ₁) = n₂·sin(θ₂). In cosa consiste il fenomeno della riflessione totale in ottica geometrica?. La riflessione totale si verifica in ottica geometrica quando un raggio di luce passa da un mezzo con indice di rifrazione maggiore a uno con indice minore e l’angolo di incidenza supera un certo angolo limite. In questo caso, la luce non si rifrange, ma viene completamente riflessa all’interno del primo mezzo, seguendo la legge della riflessione. Nessuna parte del raggio passa nel secondo mezzo. Che differenza c'è tra immagini reali e immagini virtuali in ottica?. In ottica, la differenza tra immagini reali e virtuali riguarda il modo in cui i raggi luminosi si comportano: Un’immagine reale si forma quando i raggi luminosi convergono realmente in un punto. Può essere proiettata su uno schermo ed è sempre capovolta rispetto all’oggetto. Un’immagine virtuale si forma dove i raggi sembrano divergere (ma non convergono realmente). Non può essere proiettata e appare diritta rispetto all’oggetto. È ciò che vediamo ad esempio guardandoci in uno specchio piano. Si definiscano i parametri principali che descrivono un sistema ottico formato da uno specchio sferico e se ne discuta la formazione delle immagini. Un sistema ottico formato da uno specchio sferico si descrive attraverso parametri come il centro di curvatura, il raggio di curvatura, il fuoco, la distanza focale e l’asse ottico. Il centro di curvatura è il punto al centro della sfera ideale di cui lo specchio è una porzione, mentre il raggio di curvatura è la distanza tra il centro e il vertice dello specchio. Il fuoco è il punto in cui convergono i raggi paralleli all’asse ottico, e la distanza focale è metà del raggio di curvatura. La formazione dell’immagine dipende dalla posizione dell’oggetto rispetto al fuoco: se è oltre il centro di curvatura, l’immagine è reale, capovolta e ridotta; se si trova tra il centro e il fuoco, l’immagine è ancora reale e capovolta, ma ingrandita; se è tra il fuoco e lo specchio, l’immagine risulta virtuale, diritta e ingrandita. Si definiscano i parametri principali che descrivono un sistema ottico basato su una lente sottile e se ne discuta la formazione delle immagini. Un sistema ottico basato su una lente sottile si descrive tramite parametri come il centro ottico, i fuochi, la distanza focale e l’asse principale. Il centro ottico è il punto al centro della lente, attraversato dalla luce senza deviazione. I fuochi sono i punti in cui i raggi paralleli all’asse principale convergono (per lenti convergenti) o da cui sembrano divergere (per lenti divergenti). La distanza focale è la distanza tra il centro ottico e uno dei fuochi. La formazione dell’immagine dipende dalla posizione dell’oggetto rispetto alla lente: se l’oggetto si trova oltre il fuoco di una lente convergente, l’immagine è reale, capovolta e può essere ingrandita o rimpicciolita a seconda della distanza. Se l’oggetto è tra il fuoco e la lente, l’immagine è virtuale, diritta e ingrandita. Una lente divergente forma sempre immagini virtuali, diritte e ridotte. Si descriva l'esperimento di Young e si discuta il fenomeno dell'interferenza. L’esperimento di Young consiste nel far passare luce coerente (cioè con stessa frequenza e fase) attraverso due fenditure sottili molto vicine, proiettando poi la luce su uno schermo. Sullo schermo si osserva una figura di frange luminose e scure, dovute all’interferenza tra le onde luminose provenienti dalle due fenditure. Il fenomeno dell’interferenza avviene quando due onde si sovrappongono: se le creste coincidono, si ha interferenza costruttiva (frange luminose), se una cresta coincide con un’anticresta, si ha interferenza distruttiva (frange scure). Questo esperimento dimostra la natura ondulatoria della luce. Si descriva qualitativamente la figura di diffrazione di Fraunhofer da una fenditura che si forma su uno schermo distante da essa. La figura di diffrazione di Fraunhofer da una fenditura sottile, osservata su uno schermo posto a grande distanza, consiste in una frangia centrale luminosa molto intensa e larga, affiancata da frange laterali via via meno luminose e più strette. Questa distribuzione è dovuta all’interferenza tra le onde luminose che emergono dai diversi punti della fenditura. La frangia centrale corrisponde alla direzione in cui tutti i raggi interferiscono in fase, mentre le frange scure e chiare laterali derivano dalle differenze di cammino ottico tra i raggi. Si discuta brevemente il potere risolutivo di un dispositivo ottico. Il potere risolutivo di un dispositivo ottico indica la sua capacità di distinguere due punti vicini come separati. Dipende dalla diffrazione della luce: anche un punto appare come una macchia sfocata detta figura di diffrazione. Due oggetti sono risolti quando le loro figure di diffrazione sono sufficientemente separate. Il limite teorico è dato dal criterio di Rayleigh, che lega il potere risolutivo alla lunghezza d’onda della luce e all’apertura del sistema ottico: più grande è l’apertura, maggiore è il potere risolutivo. Si discuta brevemente lo studio della conformazione microscopica di materiali tramite diffrazione a raggi X. Lo studio della conformazione microscopica dei materiali tramite diffrazione a raggi X si basa sull’interazione tra i raggi X e la struttura cristallina del materiale. Quando un fascio di raggi X incide su un cristallo, gli atomi del reticolo diffondono la radiazione in modo coerente. Le onde diffratte interferiscono tra loro, producendo un pattern caratteristico (figure di diffrazione) che dipende dalla disposizione spaziale degli atomi. Analizzando questi pattern tramite la legge di Bragg, è possibile ricavare informazioni precise sulla struttura interna del materiale, come le distanze interatomiche e la disposizione dei piani cristallini. Effettuando una misurazione, quale di questi risultati non è corretto ? (fp_chiusa). energia = 5*10^2 K. Quale tra le seguenti grandezze fisiche è scalare? (fp_chiusa). energia. Un gigahertz equivale a (fp_chiusa). 10^9 Hz. Un oggetto ha una velocità di 40 m/s; quale è la sua velocità in km/h? (fp_chiusa). 144 km/h. Nel 1991 Carl Lewis ha stabilito il record del mondo dei 188 m percorrendoli in 15 s. Qual è la velocità media in km/h? (fp_chiusa). 45,12 km/h. Un treno che viaggia a 300 km/h percorre in 15 minuti: (fp_chiusa). 75 km. Una pietra viene lasciata cadere verticalmente da un precipizio e colpisce il fondo dopo 5.5 s.Quanto è profondo il precipizio? (fp_chiusa). h = 148 m. Determinare il periodo di un disco che ruota compiendo 25 giri al minuto (fp_chiusa). 2,4 s. un oggetto di massa pari a 1 kg è poggiato su un tavolo, e su di lui viene esercitata una spinta verso il basso pari a 10 N. La reazione vincolare del piano sarà pari a (fp_chiusa). 19,8 N. Una forza orizzontale costante di 150 N è applicata ad un blocco di 60 Kg. L'accelerazione vale: (fp_chiusa). 2.5 m/s^2. Se un punto materiale passa dalla velocità di 15 m/s alla velocità di 28 m/s nello spazio di 75 m, muovendosi di moto accelerato uniforme, quale sarà la sua accelerazione? (fp_chiusa). a = 3.7 m/s^2. Un sasso lasciato affondare in una piscina profonda (fp_chiusa). arriva sul fondo con accelerazione nulla. Un libro di massa 3 kg si trova sul pavimento. Quanto lavoro occorre fare per poggiarlo su un tavolo alto 70 cm? (fp_chiusa). L = 20.6 J. Voglio lanciare una palla del peso di 100 g verso l'alto ad un'altezza di 10 m sulla verticale; L'energia che occorre è: (fp_chiusa). 10 J. Due proiettili sono sparati da due pistole con stessa velocità; il proiettile dalla pistola A ha massa doppia di quello sparato dalla pistola B, la pistola A pesa il triplo della pistola B. Il rapporto della quantità di moto acquisita con lo sparo dalla pistola A con quella acquisita dalla pistola B è (fp_chiusa). 2/1. Una sbarra di acciaio lunga 5 metri viene utilizzata per sollevare un peso di 85 kg posto a 41 cm dal fulcro. Quale massa occorre appoggiare all'altro estremo della leva per avere l'equilibrio? (fp_chiusa). 7,6 kg. Dato il momento d’inerzia Ic rispetto ad un asse passante per il centro di massa del corpo rigido, il momento d’inerzia di un qualsiasi asse parallelo ad esso, e posto a distanza h, sarà ricavato da: (fp_chiusa). Ih = Ic + M(h*h). Il momento angolare totale del corpo rigido in rotazione, sarà pari a: (fp_chiusa). L=Iw. Quanto vale l’energia cinetica di un corpo rigido che ruota a velocità angolare costante rispetto ad un asse ? (fp_chiusa). K=(1/2)Iw*w. Nel puro rotolomento, se la velocità di rotazione è costante, è costante anche la velocità del centro di massa vCM data da: (fp_chiusa). Vcm=R*w. L'unità di misura nel SI della pressione è il Pascal definito come: (fp_chiusa). 1 Pa = 1 N/(m*m). Quanto vale un bar (fp_chiusa). 1 bar = 105 Pa. Come è definita il Pascal ? (fp_chiusa). Un Pascal è definito come la pressione esercitata da una forza di 1 N normalmente a una superficie di 1 m2. Cosa dice la legge di Stevino: (fp_chiusa). ΔP = -ρgh. come si chiamano le onde in cui le componenti elementari del mezzo si muovono localmente in direzione parallela a quella di propagazione dell’onda (fp_chiusa). onde longitudinali. Quando la direzione del movimento locale è ortogonale alla direzione di propagazione globale dell’onda si parla in questo caso di (fp_chiusa). onda trasversale. Le onde superficiali, per esempio sulla superficie dell’acqua sono: (fp_chiusa). bidimensionali. lunghezza d’onda è: (fp_chiusa). misura la distanza minima tra due punti dell’onda aventi la stessa fase. una linea ortogonale al fronte d’onda che indica la direzione di propagazione dell’onda stessa è: (fp_chiusa). il raggio. Intervallo di tempo fra due identiche configurazioni si chiama (fp_chiusa). periodo. quale è l'unità di misura del periodo T: (fp_chiusa). s. Massimo spostamento dalla posizione di equilibrio, è legata alla quantità di energia trasportata è: (fp_chiusa). ampiezza. qual'è l'unità di misura della frequenza? (fp_chiusa). Hz. Da cosa dipende la velocità di propagazione di un’onda in una corda tesa ? (fp_chiusa). dalla densità lineare e la tensione del filo imperturbato Ƭ. lI principio di sovrapposizione afferma che se in un mezzo elastico (fp_chiusa). f(x,t) = f1(x,t) + f2(x,t) +...+ fN(x,t). f (x, t) = 2Asin(kx - ωt) come viene chiamata (fp_chiusa). interferenza costruttiva. il fenomeno generato quando le due onde che interferiscono hanno numeri d'onda non identiche ma che si differenziano di una quantità trascurabile si chiama? (fp_chiusa). battimenti. Un caso particolare di onde stazionarie si verifica in una corda vibrante vincolata e (fp_chiusa). ferma agli estremi. Lo sviluppo di Fourier viene detto anche (fp_chiusa). analisi armonica. Le onde longitudinali come le acustiche propagano liberamente nell’aria in direzione radiale con fronti d’onda consistenti (fp_chiusa). in superfici sferiche concentriche a partire dalla sorgente. Le onde sonore si diffondono nell’aria con un intervallo di frequenze tali da poter essere percepite dall’orecchio umano e sono: (fp_chiusa). onde acustiche. Da cosa dipende la velocità di un’onda longitudinale che si propaga in un solido ? (fp_chiusa). La velocità di un'onda acustica che si propaga in un mezzo solido dipende dalla densità ρ del mezzo e dal suo modulo di Young E. Due onde che hanno una differenza di fase pari ad un numero dispari di r l'ampiezza deII’onda risultante sarà identicamente nulla f(x, t) = 0 e ci troviamo quindi in presenza del fenomeno : (fp_chiusa). di interferenza distruttiva. lI principio di sovrapposizione afferma che: (fp_chiusa). f(x,t) = f1(x,t) + f2(x,t) +...+ fN(x,t). la soglia del dolore è raggiunta per intensità pari a circa: (fp_chiusa). 1 W/m2. Il livello sonoro si misura in: (fp_chiusa). in decibel, simbolo dB. La soglia del dolore coincide ad un livello di circa : (fp_chiusa). 120 dB. la caratteristica dei suoni che ci permette di distinguerli in una scala che va dai più gravi ai più acuti, in base alla loro frequenza si chiama: (fp_chiusa). tono. Come varia l’intensità di un’onda sferica che propaga da una sorgente puntiforme ? (fp_chiusa). Ha un'intensità che varia radialmente nello spazio come I'inverso del quadrato della distanza dalla sorgente. Il cono generato dai fronti d’onda è detto (fp_chiusa). onda d’urto. il dB è la misura del: (fp_chiusa). livello sonoro. 120 dB è: (fp_chiusa). la soglia di dolore. principio di Huyqens-Fresnel: (fp_chiusa). Un metodo empirico che semplifica la descrizione della propagazione ondosa. Una sorgente di onde sferiche di frequenza n = 440 Hz. viaggia verso un muro alla velocità di 20 m/s. Calcolare la frequenza del suono percepita da un osservatore solidale al muro (fp_chiusa). 467 Hz. Il campo elettrostatico generato da una carica positiva distribuita uniformemente in un guscio sferico di raggio R e spessore infinitesimo, per una distanza dal centro del guscio r (fp_chiusa). è nullo. La capacità di un singolo conduttore sferico di raggio R è: (fp_chiusa). 4πε₀R (potrebbe essere segnato male 4??0R). Dato un condensatore cilindrico di raggio esterno pari a 3.8 cm e raggio interno di 3.6 cm e costante dielettrica pari a 23 kV/mm, si determini la tensione massima applicabile. (fp_chiusa). 46 kV. Un condensatore 1 con C1 = 0.7 mF è collegato in serie con un altro C2 = 0.3 mF. Questa serie è collegata in parallelo con un terzo condensatore C3 = 0.4 mF. Calcola la capacità risultante C. (fp_chiusa). 6.1x10^(-7). Due condensatori di capacità 4 microF e 8 microF collegati in parallelo sono caricati con una d.d.p. di 100 V. Determinare la carica accumulata su ciascun condensatore. (fp_chiusa). 4x10^(-4) C e 8x10^(-4) C. Un filo di resistenza 6 Ohm è collegato ad una pila avente f.e.m. di 2 Volt e resistenza interna 2 Ohm. Dopo 2 minuti quanta energia chimica è stata trasformata in energia elettrica? (fp_chiusa). 15 Joule. Un filo di resistenza 5 Ohm è collegato ad una pila avente f.e.m. di 2 Volt e resistenza interna 2 Ohm. Dopo 3 minuti quanta energia si trasforma in energia termica del filo? (fp_chiusa). 36 Joule (in realtà sono 73). Sapendo che il costo dell'energia elettrica è pari a 0.10 euro/kWh quanto costa lasciare una lampadina di 60 W accesa per 12 ore al giorno? (fp_chiusa). 0.072 euro. Un lampadina da 60 W di potenza è alimentata tramite una differenza di potenziale di 220 V. Quale è la resistenza della lampadina? (fp_chiusa). 806.67 Ohm. In un circuito RC con f = 10 V è connesso alla serie di un resistore con R = 1.50 MOhm e un condensatore con C = 1.70 microFarad. Si determini la costante di tempo? (fp_chiusa). 2.55 s. Calcolare la massima carica acquisita dal condensatore C = 1.2 microFarad posto in un circuito RC insieme ad una resistenza e un generatore f = 20 V. (fp_chiusa). 24 V (?). Calcolare la massima differenza di potenziale ai capi di un condensatore C posto in parallelo ad una resistenza R= 7 kOhm ed a sua volta in serie ad una resistenza r = 5 kOhm con f = 200 V. (fp_chiusa). 116.67 V. Un campo magnetico di 24 G a quanti Tesla corrisponde? (fp_chiusa). 0.024 T (dovrebbe essere 0.0024T). La legge di Ampère afferma che: (fp_chiusa). la circuitazione del campo magnetico lungo una linea chiusa è uguale alla somma algebrica delle correnti, con segno opportunamente definito, concatenate alla linea chiusa moltiplicata per la permeabilità magnetica del vuoto. L'unità di misura del flusso magnetico è il Weber, Wb, che è pari a: (fp_chiusa). T*m^2. In condizioni stazionarie l'equazioni di Maxwell del campo E afferma che: (fp_chiusa). Il campo E è generato da cariche elettriche ed è conservativo. In condizioni stazionarie l'equazioni di Maxwell del campo B afferma che: (fp_chiusa). Il campo B è generato da correnti e non è conservativo. Il campo magnetico non conservativo in termini di operatori differenziali è definibile come: (fp_chiusa). Un potenziale vettore nel vuoto. Il vettore campo magnetico H all'interno di un solenoide, con n spire per unità di lunghezza e in cui circola la corrente i è dato dal: (fp_chiusa). Rapporto del vettore induzione magnetica nel vuoto Bo e della permeabilità nel vuoto. Il modulo del vettore campo magnetico H di un solenoide, con n spire per unità di lunghezza e attraversate dalla corrente i, è pari (fp_chiusa). Al prodotto n*i. Dato un solenoide rettilineo il cui spazio interno è occupato da un materiale omogeneo con una propria permeabilità relativa. La permeabilità assoluta del solenoide è pari: (fp_chiusa). Prodotto della permeabilità relativa e di quella nel vuoto. Per un solenoide rettilineo di n spire attraversato da una corrente i, al cui interno vi sia un materiale omogeneo di permeabilità nota. Il modulo del campo magnetico B è pari a: (fp_chiusa). Prodotto della permeabilità assoluta per H. Una spira circolare di raggio r = 20 cm e resistenza R = 12 Ohm, si trova in una regione dove è presente un campo magnetico B = 0.4 T, diretto ortogonalmente al piano della spira. Nel giro di un minuto il campo magnetico inverte il proprio verso, mantenendo costante il modulo. Quanta carica è circolata nella spira? (fp_chiusa). 8.4 mC. Si determini il momento magnetico medio m di un magnete di forma cilindrica di lunghezza 6 cm e raggio 3 cm, e magnetizzato uniformente con M=2500 A/m (fp_chiusa). m = 0,42 Am^2. Il vettore magnetizzazione M è pari al: (fp_chiusa). Momento magnetico m per unità di volume. Un solenoide toroidale, di raggio pari a 7 cm, è avvolto da 50 spire percorse da una corrente di 5 A. Calcolare il campo magnetico B. (fp_chiusa). 7,14 x 10^-4 T. La f.e.m. può essere definita come (fp_chiusa). La circuitazione di un campo elettrico E, non conservativo, lungo una linea chiusa. La legge di Faraday afferma che: (fp_chiusa). La f.e.m. indotta (fi) in un circuito, immerso in un campo magnetico B, è pari all'opposto della derivata temporale del flusso magnetico B concatenato al circuito stesso. La legge di Lenz è (fp_chiusa). La f.e.m. che si manifesta in un circuito è tale da produrre una corrente indotta, i cui effetti magnetici tendono a compensare le variazioni di flusso concatenato con il circuito stesso. Considero il versore B perpendicolare al circuito chiuso percorso da corrente indotta in verso antiorario. Se applicando la legge di Faraday si ottiene un verso positivo della f.e.m. indotta, significa che: (fp_chiusa). La corrente circolerà in verso antiorario come stabilito. Data una spira quadrata di lato L= 20 cm, percorsa da una corrente io = 10 A, posta nel primo quadrante del piano xy, con una resistenza R = 0,02 Ohm che si muove in direzione dell'ascisse positive con velocità pari a 2 m/s. Se all'istante t = 0s, il lato sinistro della spira si trova a x0 = 1 m; calcolare la corrente indotta al tempo t =3s (fp_chiusa). i = 3,17 x 10 ^ (-7) A (???). Nel caso in cui il campo magnetico B o la superficie del circuito varino nel tempo, la f.e.m. indotta si calcola con la seguente formula: (fp_chiusa). Vero. Nel caso in cui il campo magnetico B non è uniforme nello spazio e la spira si muove tagliando il flusso di B in punti diversi, la f.e.m. indotta si calcola con la seguete formula: (fp_chiusa). Vero. La legge di Felici afferma che (fp_chiusa). La carica indotta in una spira, di resistenza R, che si muove in un campo magnetico B è proporzionale alla variazione di flusso ed inversamente proporzionale ad R. Data una bobina di N spire di superficie S nota, posta ortogonalmente alla direzione di un campo magnetico B; il flusso sarà pari a (fp_chiusa). NBS. Data una bobina di N spire di superficie S nota, che si muove ortogonalmente alla direzione di un campo magnetico B; se si misura la carica che attraversa le spire essa è pari a (fp_chiusa). NBS/R. Si definisce Induttanza L (fp_chiusa). Il rapporto tra l'autoflusso concatenato ad un circuito chiuso che genera un campo magnetico e la corrente che lo attraversa. L'unità di misura dell'induttanza L è (fp_chiusa). H. La costante di tempo di un circuito RL è pari a (fp_chiusa). Rapporto tra L ed R. In un circuito RL con un generatore di f.e.m. (f), la potenza generata istantaneamente è data da: (fp_chiusa). W = fi. Come si definisce l'energia associata alla corrente i che circola in un induttore L in presenza di un campo magnetico: (fp_chiusa). E = 1/2 Li^2. Se in una regione è attivo un campo magnetico B, la seguente formula definisce (fp_chiusa). La densità di energia magnetica in una regione di spazio. La seguente formula definisce (fp_chiusa). L'energia magnetica di una regione di spazio di volume V in presenza di un campo B magnetico. In un circuito circola una corrente i = 3,4 A con un coefficiente di autoinduzione L = 7,3x10(-5) T. Quanto vale il flusso magnetico nel circuito? (fp_chiusa). F = 2,48 x 10(-4) Wb/A. In un circuito si ha f = 5V, R = 7 Ohm, L = 5 H connesso al tempo t=0. Quanta energia E viene immagazzinata nei primi 2 s dal generatore? (fp_chiusa). E = 1,12 J. Una spira circolare di R = 25 mm è percorsa da corrente 50 A. Determinare l'intensità del campo magnetico B. (fp_chiusa). B = 1,25 x 10^(-3) T. Una spira circolare di R = 25 mm è percorsa da corrente 50 A. Determinare la densità di energia associata al campo magnetico B. (fp_chiusa). u = 0,625 J/m^3. Date due induttanze collegate in serie L1 e L2 rispettivamente pari a 5 H e 7 H. Determinare l'induttanza equivalente. (fp_chiusa). Leq = 12 H. Cosa afferma la pima equazione di Maxwell? (fp_chiusa). Il flusso del campo elettrico attraverso una superficie chiusa è pari alla carica contenuta nel volume racchiuso dalla superficie diviso per la costante dielettrica nel vuoto. Cosa afferma la seconda equazione di Maxwell? (fp_chiusa). II flusso del campo magnetico attraverso una qualsiasi superficie chiusa è nullo. Cosa afferma la terza equazione di Maxwell? (fp_chiusa). La circuitazione del campo elettrico lungo una linea chiusa è pari all'opposto della variazione temporale del flusso del campo magnetico concatenato alla linea stessa. Cosa afferma la quarta equazione di Maxwell? (fp_chiusa). La circuitazione del campo magnetico lungo una linea chiusa è pari alla somma delle correnti di conduzione e delle correnti di spostamento concatenate con essa. La forza di Lorentz afferma che (fp_chiusa). Una particella carica che entra in un campo magnetico B viene deviata dalla sua traiettoria rettilinea perchè su di essa agisce una forza F generata dal campo B. Un protone si muove con una velocita v = 3 x 10^4 m/s in un campo magnetico B = 2 x 10^(-5) T. La sua velocità forma un angolo di 30° con il campo B. Determinare la forza di Lorentz. (fp_chiusa). F = 4,8 x 10^(-20) N. Cosa è la corrente di spostamento? (fp_chiusa). E' l'elemento di continuità all'interno delle armature di un condensatore inserito in un circuito in cui circoli corrente variabile. Cosa afferma la legge di Ampere-Maxwell? (fp_chiusa). La circuitazione del campo magnetico lungo una linea chiusa è pari alla somma delle correnti di conduzione e delle correnti di spostamento concatenate con essa. In un circuito LC la pulsazione è pari a (fp_chiusa). 1 /(LC)^(1/2). In un circuito LC in cui C=4 μF, la massima differenza di potenziale attraverso il condensatore durante le oscillazioni è 1.5 V e la corrente massima attraverso l'induttanza è 50 mA. Quanto vale L? (fp_chiusa). L = 3,6 x 10^(-3) H. Quando una grandezza si dice alternata? (fp_chiusa). Quando è rappresentabile come una funzione periodica e a media nulla sul periodo. Dato un circuito con un resistore R in cui circoli una corrente alternata i = i0cosωt si registrerà una tensione ai capi di R pari a (fp_chiusa). Vr = R i0 cosωt. Dato un circuito con un'induttanza L in cui circoli una corrente alternata i = i0cosωt si registrerà una tensione ai capi di L pari a (fp_chiusa). VL = -ωLi0 sinωt. Dato un circuito con un condensatore C in cui circoli una corrente alternata i = i0cosωt si registrerà una tensione ai capi di C pari a (fp_chiusa). Vc = (i0/ωC) sinωt. Data una serie RL in cui circola una corrente i = i0cosωt la tensione ai capi della serie è data da (fp_chiusa). V0 = i0 √(𝑅2+ω2 𝐿2). Cosa si intende per valore efficace di una grandezza alternata? (fp_chiusa). Il valore efficace è pari al valore quadratico medio delle grandezze alternate su più periodi di oscillazione. Un induttore è connesso a un generatore di f.e.m. alternata che ha un valore efficace feff = 40 V. La corrente massima che Io attraversa è pari a 1.70 A. Quanto vale la reattanza induttiva XL? (fp_chiusa). XL= 33,3 Ohm. La seguente formula cosa rappresenta? (fp_chiusa). L'impedenza in una serie RLC connessa ad un generatore in corrente alternata. Quando un circuito RLC è in condizioni di risonanza? (fp_chiusa). Quando forza elettromotrice e corrente sono in fase e il circuito si comporta come se fosse puramente resistivo. Il rapporto di trasformazione in un trasformatore ideale è pari a: (fp_chiusa). - Ns/Np. Un'onda elettromagnetica piana di frequenza 140 MHz e ampiezza del campo elettrico E0=2 mV/m, si propaga nel vuoto lungo l'asse x. Si determinino la lunghezza d'onda e il numero d'onda. (fp_chiusa). λ = 2,14 m. Un'onda elettromagnetica piana di frequenza 140 MHz e ampiezza del campo elettrico E0=2 mV/m, si propaga nel vuoto lungo l'asse x. Si determinino la pulsazione e il modulo della parte magnetica dell'onda. (fp_chiusa). ω = 8,8 x 10^6 rad/s e B= 6,67 x 10^(-12) T (?? forse non 10^6 ma 10^8). Cosa si intende per intensità dell'onda elettromagnetica piana? (fp_chiusa). L'intensità di un'onda elettromagnetica piana è la potenza media per unità di superficie trasportata dall’onda ed è pari alla densità di energia media per la velocità di propagazione. ln un'onda elettromagnetica piana il valore massimo della componente del campo elettrico è Em = 3 V/m. Si determini il valor massimo della componente di campo magnetico e I‘intensità dell’onda. (fp_chiusa). Bm = 1x10^(-8) T e Sm = 0,012 W/m^2. Un’antenna per radioastronomia è capace di rilevare un segnale che investa l’intera superficie terrestre con una potenza di 1 pW. Se l’antenna è equivalente a una superficie circolare di diametro pari a 200 m, quale è la potenza effettivamente rilevata da essa per un tale segnale ? (fp_chiusa). Want = 6,17 x 10^(-23) W. Un aereo riceve da un trasmettitore un segnale di intensità pari a 20 µW/m^2. Quale è l’ampiezza del campo magnetico nella posizione dell’aereo ? (fp_chiusa). B = 4,09 x 10^(-10) T. Un aereo che vola a una distanza di 10 km da un trasmettitore riceve un segnale di intensità pari a 20 µW/m^2. Quale è la potenza del trasmettitore, considerando che esso irradia uniformemente lo spazio in tutte le direzioni? (fp_chiusa). W = 25,1 kW. Se l'intensità di energia solare incidente sulla terra è pari a I = 1340 W/m^2 e il massimo dell'energia elettromagnetica viene emessa alla lunghezza d'onda di λ = 510 nm. Sapendo che la distanza Tera-Sole è di d = 1,5x10^11 m; calcolare la potenza totale irradiata dal Sole e la frequenza alla quale si ha la massima energia emessa. (fp_chiusa). W = 3,8 x 10^26 W e f = 5,9 x 10^14 Hz. Una lampada emette luce con potenza W = 1000 W. Il campo elettrico a una distanza d = 10 m dalla lampada ha un'ampiezza massima di ? (fp_chiusa). E0 = 24,5 V/m. Un telefono cellulare emette microonde di frequenza f = 900 MHz, con una potenza massima W = 240 mW.Sapendo che il limite di sicurezza per l’irraggiamento di onde elettromagnetiche sul corpo umano, fissato per legge, è pari a circa I= 60 mW/m^2 . A quale distanza minima dalla testa, Dmin, bisognerebbe tenere il cellulare, ipotizzando che l'emissione sia a simmetria sferica ? (fp_chiusa). Dmin = 0,56 m. Si definisce Pm pressione di radiazione pari a (fp_chiusa). Pm = I/c. La pressione di radiazione di un onda su una superficie completamente assorbente è pari a: (fp_chiusa). Pm = 1/2 ε0 E0^2. La pressione di radiazione di un onda su una superficie completamente riflettente è pari a: (fp_chiusa). Pm = 2 I/c. Una lampada emette una luce con potenza di 30 W che si propaga a simmetria sferica. Il campo elettrico ad una distanza L = 2 m dalla sorgente ha un'ampiezza massima di circa: (fp_chiusa). E = 21,21 V/m. In un’onda piana il massimo valore della componente campo elettrico è 6 V/m. Calcolare il valore di Bmax e l'intensità dell'onda. (fp_chiusa). Bmax = 2 x 10^(-8) T ; I = 0,047 W/mq. Qual è la pressione di radiazione ad una distanza di 2 m da una lampada da 400 W? Si assuma che la superficie su cui viene esercitata la pressione sia disposta ortogonalmente alla congiungente la lampadina, che sia completamente assorbente e che la lampadina irraggi uniformemente in tutte le direzioni. (fp_chiusa). m = 7,95 W/mq. Un raggio laser nel vuoto ha una potenza di 0,8 mW e una sezione S = 2 mm^2. La massima ampiezza del campo elettrico è (fp_chiusa). E = 548,92 V/m. Si consideri un laser di potenza 4.6 W, il cui fascio, del diametro di 2.6 mm, e’ diretto verso l’alto. Considerata la superficie riflettente, la pressione di radiazione è (fp_chiusa). P = 9,2 Pa (dovrebbe venire 5.7). Un'onda elettromagnetica si dice polarizzata linearmente (fp_chiusa). Se il campo elettrico e il campo magnetico, perpendicolari tra loro, oscillano sempre lungo le stesse direzioni. Un'onda elettromagnetica si dice polarizzata circolarmente (fp_chiusa). Quando i vettori di campo elettrico e magnetico descrivono durante la loro oscillazione una circonferenza. Se un'onda armonica monocromatica attreversa la superficie di separazione tra due mezzi: (fp_chiusa). La frequenza e la pulsazione non variano, mentre variano la lunghezza d'onda e quindi il numero d'onda. Se un'onda luminosa passa dal vuoto, con lunghezza d'onda λ0, ad un mezzo con indice di rifrazione n, la sua lunghezza d'onda è: (fp_chiusa). λ = λ0/n. Se un'onda incide su una superficie di separazione tra due mezzi si avrà un'onda riflessa e un'onda trasmessa, per cui (fp_chiusa). θi = θr ; sen θi/sen θt = v1/v2. Cosa afferma la legge di Snell, data l'incidenza di un'onda tra due mezzi con indice di rifrazione n1 e n2? (fp_chiusa). sen θ1/sen θ2 = n2/n1. La dispersione della luce è dovuta a: (fp_chiusa). Onde piane con frequenze differenti, che incidono con lo stesso angolo una superficie di separazione tra 2 mezzi differenti, hanno angoli di rifrazione differenti. Il coefficiente di riflessione di un'onda generica non polarizzata sarà espresso come: (fp_chiusa). R = 1/2(Rπ+Rσ). In cosa consiste l'ottica geometrica? (fp_chiusa). L'ottica geometrica rappresenta la propagazione di un'onda luminosa tramite la traiettoria rettilinea di un raggio luminoso sempre ortogonale localmente al fronte d'onda piano. Si definisce angolo di Brewster (fp_chiusa). Quell'angolo per cui il fascio di luce riflessa sulla superficie di separazione tra due mezzi è polarizzato linearmente in direzione ortogonale al piano di incidenza. Come è definito l’angolo limite oltre cui si ha riflessione totale di un’onda incidente sulla superficie di separazione tra due mezzi ? (fp_chiusa). sen θl= arcsen (n2/n1). Un raggio incide sulla superficie di separazione tra aria e acqua con un angolo di incidenza di θ1 = 46°. L'indice di rifrazione dell'acqua è n2 = 1,33. Determina l'angolo di rifrazione quando il raggio passa dall'aria all'acqua. (fp_chiusa). θ2 ≈ 33°. Quando uno strumento ottico è detto stigmatico? (fp_chiusa). Uno strumento ottico è deto stigmatico quando i raggi uscenti da un punto dell'oggetto convergono in unico punto dell’immagine, e i due punti sono detti coniugati. Differenza tra immagine reale e immagine virtuale: (fp_chiusa). L’immagine è reale se i raggi si incontrano fisicamente nei suoi punti, mentre si dice virtuale se essa è la convergenza di prolungamenti dei raggi. Distinzione tra uno specchio concavo ed uno convesso: (fp_chiusa). Se la parte riflettente della superficie è quella interna si ha uno specchio concavo, mentre se è quella esterna si ha uno specchio convesso. Si definisca la distanza focale f di uno specchio: (fp_chiusa). La distanza focale f è la distanza tra il centro di curvatura dello specchio R e il fuoco. Nel caso di specchio concavo f = R/2. Equazione dello specchio sferico concavo: (fp_chiusa). 1/p - 1/q = - 2/R. Nello specchio piano (fp_chiusa). La distanza tra oggetto e specchio è uguale a quella tra immagine e specchio (p = q). Un oggetto è posto ad una distanza di 7,10 cm da uno specchio concavo che ha un raggio di curvatura R = 10,20 cm. Trovare la posizione q dell'immagine: (fp_chiusa). q = 18 cm. Uno specchio sferico convesso ha un raggio di curvatura R = 25 cm. Dove si troveranno le immagini di un oggetto puntiforme posto sull’asse a una distanza p = 50 cm dal vertice e quanto sarà l'ingrandimento trasversale di un piccolo segmento ortogonale all’asse ottico? (fp_chiusa). q = 10 cm e I = -0,2. Uno specchio concavo ha un raggio di curvatura di 35 cm. Avvicinandosi ad una certa distanza da esso si osserva la propria immagine diritta e ingrandita di un fattore 2.5. A che distanza ci si trova dallo specchio ? (fp_chiusa). p = 10,5 cm. Si definisce ingrandimento trasversale I di una lente sottile: (fp_chiusa). I = f/(p-f). Quando due sorgenti si dicono coerenti? (fp_chiusa). Due sorgenti sono coerenti se la differenza di fase tra le due onde da loro emesse rimane costante. Cosa mette in evidenza l'esperimento di Young? (fp_chiusa). L’esperimento di Young mette in evidenza che la luce emessa da due sorgenti luminose coerenti induce una figura di interferenza che è il risultato tipico della combinazione di grandezze ondulatorie. Quando si ha interferenza costruttiva? (fp_chiusa). truttiva quando la differenza di cammino ottico delle onde luminose emesse da due sorgenti coerenti è un multiplo intero della lunghezza d’onda. (manca la parte inziale "Si ha interferenza cos)". Se la differenza di cammino è un multiplo semintero dispari della lunghezza d'onda (fp_chiusa). Si ha interferenza distruttiva perché le onde luminose arriveranno in opposizione di fase. Un dispositivo con due fenditure è illuminato con una luce di lunghezza d'onda pari a 664 nm e produce frange di interferenza separate di 0.3°. Quale sarebbe la separazione angolare delle frange se il sistema fosse immerso in acqua (n = 1.33) ? (fp_chiusa). d = 0,22°. La seguente formula rappresenta: (fp_chiusa). La differenza di fase per le onde luminose che danno luogo all’interferenza da lamina sottile. Se si hanno N sorgenti luminose incoerenti, l'intensità da loro prodotta in un dato punto è la somma delle intensità prodotte dalle singole sorgenti. (fp_chiusa). Vero. Una luce bianca di intensità uniforme nell'intervallo di lunghezze d'onda visibile da 400 a 700 nm, incide perpendicolarmente su una lamina d'acqua (n = 1.33) il cui spessore è pari a 250 nm. Per quale lunghezza d'onda la luce riflessa dallo strato d'acqua appare pienamente luminosa ? (fp_chiusa). λ = 443,3 nm. Qual è la condizione di interferenza distruttiva per una lamina sottile? (fp_chiusa). d = mλ/2n. Una fenditura di larghezza d è illuminata da una luce bianca. La prima frangia scura di diffrazione con luce rossa di lunghezza 700 nm si forma ad un angolo di 30°. Calcolare il valore di d. (fp_chiusa). d = 1,4 micrometri. Cosa è la diffrazione? (fp_chiusa). La diffrazione è un tipo particolare di interferenza che si verifica quando un fascio di luce incontra sul suo cammino un ostacolo o un’apertura che abbiano dimensioni confrontabili con la sua lunghezza d’onda. Quando si ha la diffrazione di Fresnel? (fp_chiusa). Si parla di diffrazione di Fresnel quando le distanze tra la sorgente, l’apertura e lo schermo sono finite e quindi i fronti d’onda in gioco non sono approssimabili come piani. Nella diffrazione di Fraunhofer: (fp_chiusa). La sorgente e lo schermo sono a distanze approssimabili ad infinito dallo schermo. Cosa si ottiene dalla diffrazione di un'onda piana che attraversa una fenditura rettilinea? (fp_chiusa). La figura di diffrazione che si forma su uno schermo distante consiste di un sistema di frange verticali parallele alla fenditura con intensità modulate: una frangia centrale di massima intensità e un'alternanza di frange secondarie laterali di intensità decrescente. Nel caso di diffrazione di un'onda da una fenditura circolare si ottiene una successione alternata di frange concentriche chiare e scure. Quanto dista la prima frangia scura dal cento del disco luminoso? (fp_chiusa). sen θ = 1,22 λ/D. Cosa afferma il criterio di Rayleigh? (fp_chiusa). Il criterio di Rayleigh afferma che le sorgenti sono appena risolte quando il primo minimo della figura di diffrazione dell’una corrisponde al centro del massimo dell’altra. Una lente ha lunghezza focale di 15 cm. A quale distanza, al di là della lente, si forma l’immagine della sorgente? Sapendo p = 65 cm, f = 15 cm, q = ? (fp_chiusa). q = 22 cm (forse fa 19.5). Il potere risolutivo di una lente è pari a: (fp_chiusa). ρ = D/(1,22λ). Cosa è un reticolo di diffrazione? (fp_chiusa). Un reticolo di diffrazione è un sistema di N fenditure, di ugual larghezza a, separate da una ugual distanza d, che è detta passo del reticolo. La larghezza complessiva è quindi pari a L=Nd. Un fascio di luce violetta (λ = 410 nm) attravers un reticolo con 1x10^4 linee per centimetro. Calcolare l'angolo θ a cui si forma il primo massimo. (fp_chiusa). θ = 24°. |