1 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI FISICA, Appello del

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1 1 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI FISICA, Appello del Nome:... Matricola:... Anno Immatric.: 1. Un corpo di massa 270 g si muove su un piano orizzontale ruvido sotto l azione di una forza costante e, partendo da fermo, percorre 13 m in 2.3 s. Stimando nel 35% del lavoro totale l energia dissipata per attrito, si determini la forza di attrito. 2. Un oggetto, cavo all`interno, galleggia in acqua ed emerge per il 90% del suo volume. Se attraverso un forellino si riempie con 13 l di acqua la porzione emersa passa al 68%. Si determine il volume esterno dell`oggetto e la sua massa prima di versarci l`acqua. 3. Date 2 cariche fisse, distanti fra loro 34 cm, si verifica, utilizzando una terza sferetta carica mobile, che in un punto situato a 27 cm dalla prima carica ed a 61 cm dalla seconda il campo elettrico si annulla mentre il potenziale in quel punto vale 2.83 V. Quanto valgono le cariche? 4. Guardando un oggetto attraverso una lente se ne vede un'immagine ingrandita addirittura del 250%, che si forma a 62.7 cm dalla lente. Ma in effetti a che distanza si e posizionato l'oggetto e qual'e' la distanza focale della lente utilizzata?

2 1 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI FISICA, Appello del Nome:... Matricola:... Anno Immatric.: 1. Una slitta scivola su un pendio ghiacciato partendo da un altezza di 75 m e arriva sul fondo dopo 12 s. Qual e la sua velocita all arrivo? Qual e la lunghezza del pendio? 2. Un pallone fatto di materiale elastico raggiunge il volume di 2 litri quando viene riempito per meta con un liquido di densita 1.2 g/cm3, e per il resto con dell aria. Se volessimo immergere il pallone completamente in acqua, quale forza dovremmo applicare inizialmente? A che profondita invece il pallone troverebbe un equilibrio? Si trascuri la forza peso dell aria. 3. Un dischetto metallico carico lasciato libero su un piano orizzontale, realizzato con un materiale isolante molto liscio, a 26 cm di distanza da un altro dischetto carico fisso dopo essersene allontanato di 21 cm ha un`energia cinetica di 38 J. Che energia acquistera` nei successivi 6 cm di percorso? 4. Si vuole utilizzare una lente per proiettare delle diapositive su uno schermo. Provando a porre l oggetto a 20 cm dalla lente si ottiene si sullo schermo un immagine reale ma delle stesse dimensioni. Di quanto dobbiamo spostare oggetto e schermo se si vuole avere un immagine 3 volte piu grande?

3 1 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI FISICA, Itinere del Nome:... Matricola:... Anno Immatric.: 1. Un corpo di massa 270 g ha una velocita iniziale di 15 m/s e sale lungo un piano inclinato ruvido al punto che ad un altezza di 4 m (max 11.48) si ferma. Sapendo che mediamente la forza di attrito vale N, si determini l inclinazione del piano e il tempo impiegato ad arrivare alla quota massima. 2. Un oggetto, cavo all`interno, galleggia in un liquido la cui densita vale il 20% in meno di quella dell acqua ed emerge per il 90% del suo volume. Se attraverso un apertura si riempie con 13 l di acqua, la porzione emersa passa al 68%. Si determini il volume esterno dell`oggetto e la sua massa prima di versarci l acqua. Quanta acqua si puo ancora aggiungere prima che affondi completamente? 3. Dell acqua tenuta in un contenitore a temperatura ambiente (25 C) viene messa in contatto per 18 min con una fonte di calore della potenza di 7 kw. Se 2 litri di liquido, che rappresentano il 27% del totale, sono evaporati, quanto vale la capacita termica del contenitore?

4 1 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI FISICA, Itinere del Nome:... Matricola:... Anno Immatric.: 1. Un oggetto lasciato cadere lungo un piano inclinato di 68 gradi da un`altezza di 4 m arriva a terra con una velocita` inferiore a quella attesa del 48% a causa dell`attrito. Se continua il suo percorso su un piano orizzontale fatto dello stesso materiale, si determini quanto spazio percorre prima di fermarsi. 2. In un contenitore con 2 l di acqua se versiamo 50 g di ghiaccio questo si scioglie e la temperatura scende di 4 O C. Si determini la temperatura all`equilibrio. 3. Un corpo sferico di massa 1378 g viene tenuto immerso completamente in una piscina per mezzo di una fune attaccata al fondo. Sapendo che all`equilibrio la fune ha una tensione di 17 N, e il liquido densita` 1.20 g/cm3, si determini il volume esterno dell`oggetto

5 1 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI FISICA, Itinere del Nome:... Matricola:... Anno Immatric.: 1. Un corpo di carica 29 mc se posto all`interno di un condensatore, le cui armature orizzontali distano 16 cm e precedentemente caricate con una pila di 4.8 V, cade verso il basso con velocita` costante. Se la costante dielettrica del mezzo viene aumentata del 37%, quale sara` la nuova forza totale agente sul corpo e in che direzione? 2. Un presbite vuole usare una lente dei propri occhiali per proiettare diapositive. Sapendo che senza occhiali riesce a leggere un libro solo tenendolo a una distanza di 56 cm e la sua lente e` tale da permettergli di avere una lettura comoda a una distanza di 24 cm, a che distanza dalla lente deve mettere le diapositive e lo schermo se vuole ottenere un immagine con ingrandimento G = 2.3? 3. In un circuito ohmico un dispositivo di resistenza 80 Ohm viene alimentato da una pila con fem = 2.3 V, ma a causa della resistenza interna la corrente che circola e` il 33% inferiore a quella attesa. Si determini il valore di una resistenza addizionale da aggiungere al dispositivo per ottenere una corrente finale uguale a quella attesa.

6 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA CORSO DI FISICA DISPARI 1º Test in itinere del Un filo inestensibile di 47 cm, fissato ad un estremo e legato all'altro estremo ad una sferetta di 292 g, e' tenuto ben teso nella direzione della verticale sopra il punto fisso. Se si imprime alla sferetta una velocita' perfettamente orizzonta di 3.2 m/s questa descrive una traiettoria circolare sul piano verticale. Si prendano in esame il punto piu' basso della traiettoria e quelli a meta' altezza e si confrontino in modulo, direzione (eventualmente aiutandosi con un disegno) e verso: a la velocita' della sferetta; b. la forza totale agente sulla sferetta; c. la tensione del filo. 2. Riscaldando per 30 min 276 g di un liquido contenuto in un thermos tramite un filamento, se ne porta la temperatura da 5ºC a 22ºC. Se nel thermos ci fossero stati 181 g di quel liquido, quale sarebbe stata la temperatura finale? Per quanto tempo si sarebbe dovuto tenere acceso il filamento per ottenere la stessa temperatura finale? 3. Nei 2 rami identici di un tubo ad U sono contenute 2 colonne di uno stesso liquido, di 52 cm a sinistra e di 74.2 cm a destra. Le 2 colonne sono libere di spostarsi in basso da un ramo all'altro, mentre in alto sono limitate da 2 leggeri stantuffi a tenuta che le isolano dalle porzioni superiori, chiuse, dei due tubi. Nella porzione alta a sinistra e' contenuto una colonna di gas di 37 cm a 58ºC, mentre nella porzione alta a destra e' fatto il vuoto. Pero' riscaldando il solo gas si puo' portare l'altezza della relativa colonna fino a cm e variare di conseguenza anche le altezza delle colonne di liquido. In particolare quanto e' aumentata in percentuale la pressione sulla colonna di liquido a sinistra? E quanto deve aumentare in percentuale e in assoluto la temperatura del gas per provocare questo riequilibrio?

7 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA CORSO DI FISICA DISPARI 2º Test in itinere del a parte 1. Per assicurare il movimento di un corpo di 237 kg su un piano orizzontale con una velocita' di 1.5 m/s bisogna dotarlo di un motore che fornisca una potenza di 0.87 kw. Sapendo che l'attrito e' proporzionale alla componente normale della forza peso, di quanto varierebbe se volessimo far salire il corpo con la stessa velocita' lungo un piano, inclinato di 20º rispetto al piano orizzontale? E che potenza bisognerebbe garantirgli per consentire la salita a quella velocita'? 2. Un recipiente metallico da 3.5 litri che consente gli scambi di calore con l'esterno e' diviso in 2 porzioni separate da uno stantuffo. Inizialmente nella porzione di sinistra si introducono 51 g di un gas a 1 atm, mentre in quella di destra si introducono 87 g dello stesso gas a 1.7 Atm. Quali sono i volumi iniziali delle 2 porzioni? Se a questo punto si lascia lo stantuffo libero di muoversi, raggiunto il nuovo equilibrio, che valori assumeranno pressione e volume del gas nelle due porzioni? 3. Un recipiente cilindrico alto 1.86 m, cavo e dalle pareti molto sottili, e' immerso in acqua che, fin quando e' vuoto, arriva a un'altezza di 35 cm dal fondo. Versando un secondo liquido nel cilindro, questo si immerge ulteriormente, ma continua a galleggiare fin tanto che il liquido interno non raggiunge l'altezza di 119 cm. A quel punto il recipiente affonda. Che densita' aveva il liquido introdotto all'interno? CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA CORSO INTEGRATO DI FISICA DISPARI 2º Test in itinere del a parte 1.Una sferetta metallica di 0.4 g carica con 120 nc viene lasciata libera nel vuoto esattamente sulla verticale 65 cm sopra una seconda sferetta fissa e carica con 2.1 µc. La sferetta sale o scende? Di quanto scende ovvero sale al massimo? 2. Un dispositivo ohmico e' tarato per un potenziale di ingresso pari a 221 V: in queste condizioni la potenza dissipata risulta essere 1.1 kw. Disponendo solo di una pila da V, come va collegata al dispositivo per farlo funzionare in condizioni standard? Precisare i valori delle resistenze usate e la potenze dissipate in esse. 3. Una lente, usata come proiettore, forma su uno schermo distante 127 cm un'immagine ingrandita del 23% rispetto all'originale. Volendo allontanare lo schermo di altri 34 cm, per non dover spostare anche l'oggetto e la lente, si decide di posizionare un'altra lente attaccata alla precedente. Quali saranno le distanze focali delle 2 lenti? Quanto vale il nuovo ingrandimento?

8 CORSO DI LAUREA IN MEDICINA CORSO INTEGRATO DI FISICA Test preliminare del Un oggetto di massa 1700 g, con una cavita interna che ne occupa il 78%, emerge per il 70% in un liquido di densità 1.17 g/cm3. Riempiendo parte della cavita con lo stesso materiale del resto del corpo, questo arriva al limite dell affondamento. Quanto e aumentata la massa del corpo e di quanto si e ridotta la cavita? 2. Tenendo su un fornello per lo stesso tempo 2 liquidi diversi si registra un aumento di 12º C nella temperatura del primo e di 15.6º in quella del secondo. Se ora misceliamo i due liquidi quando il primo ha temperatura di 27C e il secondo 48 C che temperatura di equilibrio raggiungeranno? 3. Un dischetto metallico di 30 g, carico con 15 µc, e posato su un piano orizzontale di materiale liscio ed isolante a ugual distanza di 60 cm da altri due dischetti metallici fissati al piano, carichi con 80 nc e distanti fra loro 80 cm. Che velocita devo imprimere al dischetto mobile perche raggiunga il suo punto di equilibrio e vi si Fermi? (usare un disegno per indicare direzione e verso del vettore velocita ) 4. Si vuol ottenere uno schermo l immagine ingrandita del 70% di un oggetto distante 90 cm dallo schermo. Che distanza focale dovra avere la lente da usare e dove si dovra posizionarla.

9 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA CORSO INTEGRATO DI FISICA Test preliminare del Un dischetto metallico di 17 g carico con 120 µc in presenza di un campo elettrico orizzontale di 213 Vm - 1 scivola con velocita costante di 4.2 ms - 1 su un piano orizzontale isolante ruvido, finche a un dato istante il campo viene spento e il disco inizia a rallentare. Quanto spazio percorre ancora prima di fermarsi? 2. Un recipiente chiuso, rigido ma con pareti molto sottili, e riempito con una miscela a base di He, di densita pari al 14% di quella dell aria circostante, che alla temperatura e pressione esistenti risulta di g cm - 3. Se il recipiente vuoto ha una massa di 72 g, che volume puo avere al massimo per evitare che si sollevi dal suolo? 3. Per far fondere la meta di un blocco di ghiaccio contenuto in un thermos gli si versano sopra 31 litri di acqua a 78ºC. Se avessimo avuto a disposizione solo acqua a 52ºC quanta ne avremmo dovuta usare? 4.Una lente, usata come proiettore, forma su uno schermo distante 105 cm l'immagine di un oggetto posto a 25 cm dalla lente. Qual e il suo potere diottrico? Posizionando una seconda lente da 0.55 D attacata alla precedente a che distanza andrebbe a formarsi l immagine? E di quanto risulterebbe ingrandita?

10 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA CORSO DI FISICA, Test del Due sfere metalliche cave, con volumi esterni di cm 3 una e cm 3 l altra, sospese alle estremita di un asse, a sua volta appeso nel suo punto medio, vengono parzialmente riempite di sabbia in modo che l asse resti in equilibrio orizzontale. Affinche questo equilibrio orizzontale si mantenga anche quando tutto l apparato e immerso in acqua, una delle due sfere deve essere alleggerita: quale? Che massa di sabbia bisogna estrarne? 2. Un gas e contenuto nella parte di fondo di un recipiente cilindrico metallico, chiusa in alto da uno stantuffo mobile a tenuta. La parte alta del recipiente, aperta in alto, contiene acqua, per un altezza di 162 cm. In queste condizioni lo stantuffo sta a 35 cm dal fondo. Se si aumenta fino a 180 cm l altezza dell acqua anche il gas sul fondo raggiungera un nuovo equilibrio. In particolare a che distanza dal fondo si blocchera lo stantuffo? 3. Sul fondo di un recipiente, profondo 7.2 m, e completamente pieno di un liquido di indice di rifrazione 1.4, e posata una lampada che invia un cono di luce ad asse verticale e con un apertura massima (angolo tra il raggio piu esterno e l asse del cono) di 63º. Quale sara il raggio del cerchio luminoso che si disegna sulla superficie libera del liquido? 4. Per riscaldare un ambiente in 25 min si collegano i poli di una pila alle estremita di un filo metallico in modo che vi passi corrente. Se si volesse ottenere lo stesso riscaldamento in 17 min di quanto si dovrebbe variare percentualmente la lunghezza di quel tipo di filo?.

11 1 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI FISICA, Appello del Nome:... Matricola:... Anno Immatric.: 1. Un corpo, lasciato libero di scendere strisciando lungo un pendio da un`altezza di 8.6 m, arriva in fondo con una velocita` di 9.6 m/s. Che velocita` bisognerebbe imprimergli per fargli rifare tutta la stessa strada in verso opposto? 2. Dovendo modificare un circuito elettrico per riuscire a collegare 2 punti, si provvede a sostituire un tratto di filo, lungo originariamente 3.4 m, con un altro identico in tutto tranne nella lunghezza di 5.2 m. Per evitare pero` di alterare anche il resto del circuito si provvede a collegare in parallelo al nuovo filo un altro di pari lunghezza e dello stesso materiale. Di quanto dovra` differire la sezione di questo secondo filo da quella del precedente per ottenere il risultato desiderato? E come si rapporteranno le potenze dissipate nei 2 nuovi fili a quella dissipata nel filo originario piu` corto? 3. Allontanando una lente da un oggetto luminoso non si osserva dall`altra parte della lente alcuna immagine fintanto che la lente non dista dall`oggetto almeno 23 cm. Continuando ad allontanare la lente le dimensioni dell`immagine risultano sempre piu` ridotte. A che distanza dall`oggetto si trovera` la lente quando oggetto e immagine avranno esattamente le stesse dimensioni? 4. Se in un thermos contenente ghiaccio alla temperatura di 0 O C versiamo 5.5 l di acqua alla temperatura di 13 O C, chiuso il thermos e aspettato un tempo abbastanza lungo da raggiungere l`equilibrio, vediamo che il 63% del ghiaccio si scioglie. Se invece versiamo un liquido imprecisato alla stessa temperatura si scioglie solo il 46% del ghiaccio. Si determini la capacita` termica del liquido.

12 1 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI FISICA, Appello del Una persona di 80 kg si trova in contatto con una potente sorgente di calore e viene investita da un flusso costante di calore che dopo 180 s ne ha gia fatto salire la temperatura di 1.2ºC. Per poter restare esposto al calore almeno altri 15 min senza che la temperatura salga ulteriormente piu di 0.5ºC la persona puo indossare una tuta che limiti la trasmissione di calore. Qual e la massima percentuale di calore che puo essere trasmessa dalla tuta? Nelle stesse condizioni se tutto il calore si concentrasse su un altra persona di 58 Kg con la stessa tuta quanto tempo potrebbe restare esposta senza subire un sbalzo di temperatura oltre i 0.5ºC. 2. Un oggetto viene lanciato verticalmente verso l alto con velocita iniziale di 8 m/s e a causa dell attrito con l aria si ferma prima di raggiungere l altezza ideale e precisamente a una quota di 2.77 m. Se lo stesso oggetto viene lanciato sempre in aria, ma orizzontalmente su un piano liscio con la stessa velocita iniziale, quanto spazio percorre prima di fermarsi? 3. Una sfera cava quando viene posta in acqua emerge per il 30% del suo volume. Se si aggiunge al suo interno un liquido di massa pari al 40% di quella della sfera vuota, si determini se la sfera continua a galleggiare e in caso positivo si determini il volume immerso. 4. Una lente non forma immagini reali di un oggetto sino a che questo non ne dista almeno 60 cm. Se poniamo un oggetto a 94 cm da questa lente dove si forma l immagine? Se invece aggiungiamo altre due lenti uguali a contatto con la prima dove si formerebbe l immagine dello stesso oggetto?

13 1 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI FISICA, Appello del Un corpo di massa 442 g comincia a scivolare da un`altezza di 13 m lungo un sentiero inclinato di 63 O e arriva in fondo alla discesa in 24 s. Che forza di attrito ha dovuto subire (modulo, direzione, verso)? 2. A norma delle sue specifiche un dispositivo ohmico deve essere alimentato da una ddp di 55 V in continua e dissipa una potenza di 2 kw. Disponendo di una pila da 265 V, come dimensionare la resistenza di collegamento in modo da assicurare il funzionamento standard del dispositivo? Che potenza dovra` erogare la pila? 3. Un gas e` contenuto in un recipiente metallico da 29 litri alla pressione di 1.5 Atm. Se lo si collega ad un altro recipiente metallico vuoto da 5 litri a che pressione si portera` il gas, una volta raggiunto l`equilibrio. In percentuale quanta massa si sara` spostata nel nuovo recipiente? 4. Dopo aver montato un apparato con porta- oggetti, lente e schermo su cui proiettare le immagini, ci si rende conto che le immagini non vanno a formarsi proprio sullo schermo, posto a 3.40 m dalla lente, ma 5 cm prima. Non volendo o non potendo spostare tutto l`apparato, si decide di correggere il potere diottrico della lente usata posizionandone una seconda a contatto con l`altra. Quali devono essere potere diottrico e distanza focale della lente aggiunta?

14 1 CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI FISICA, Appello del Un corpo di massa 300 g lanciato verso l alto lungo un piano inclinato riesce ad arrivare ad una quota di 2.7 m solo se il fondo del piano e stato trattato con una speciale vernice che rende trascurabile l attrito. In mancanza di questo, lanciato con la stessa velocita, arriva solo alla quota di 1.9 m. Che lavoro ha compiuto in questo tratto iniziale la forza di attrito? Se lo si vuol fare arrivare alla stessa altezza di prima di quanto bisogna aumentarne percentualmente la velocita iniziale? 2. In un tubo metallico ad U, contenente del gas, il ramo di sinistra risulta chiuso da una parete fissa, mentre quello di destra, della stessa sezione, e limitato da uno stantuffo che si puo muovere in un intercapedine vuota. La massa dello stantuffo e di 2.5 Kg, ma appoggiandovi opportuni pesetti puo essere portata a 3.7 Kg. La colonna di gas sulla sinistra e alta 90 cm e inizialmente lo e anche quella di destra. Quanto sara alta quest ultima quando si aumenta come indicato la massa dello stantuffo? 3. Per far passare la corrente in un filo conduttore connesso ai suoi poli, una pila da 128V fornisce la potenza di 2.7 kw. Se si volesse ottenere la stessa potenza ma utilizzando una pila da 81 V, e senza sconnettere il filo usato precedentemente, come si dovrebbe modificare il circuito? Quale dovrebbe essere la resistenza dei fili eventualmente inseriti e quanta della potenza della pila sarebbe ora dissipata nel filo originario? 4. Un sottile pennello luminoso che incide dall aria sulla superficie di un liquido, contenuto in un bacino a fondo piano profondo 4.32 m, al massimo, variando l angolo di incidenza, si discosta dalla normale per il punto di incidenza di 227 cm. Qual e la lunghezza del cammino percorso dal pennello nel liquido? (Per cha angolo di incidenza si verifica tale scostamento massimo?) Qual e l indice di rifrazione del liquido?