LAVORO ENERGIA POTENZA Domande Esercizi. 1. Cosa significa dire che un sistema fisico possiede energia utile?

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Rosalia Mancuso
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1 1. Cosa significa dire che un sistema fisico possiede energia utile?. Come si definisce la grandezza fisica Lavoro? 3. Qual è l unità di misura del lavoro nel SI e come si definisce? 4. Cosa significa dire che la forza peso è conservativa? 5. Come si definisce la potenza? 6. Qual è l unità di misura della potenza nel SI e come si definisce? 7. Cosa significa dire che un motore ha una potenza di 000 W? 8. Qual è l energia potenziale di un oggetto di massa m poggiato su un tavolo? 9. Qual è la relazione che descrive l energia potenziale gravitazionale? 10.Un bambino solleva dal pavimento un giocattolo e lo mette sul tavolo. Conoscendo la massa del giocattolo, quali altre grandezze devi conoscere per calcolare il lavoro compiuto dal bambino nel sollevare il giocattolo? 11.Due oggetti posti ad una stessa altezza, hanno massa l uno il doppio dell altro; come saranno le Energie Potenziali dei due oggetti?: 1. Come viene chiamato un sistema fisico che può produrre movimento? 13. Quale tra le formule sotto riportate descrive l energia cinetica? [A] E mv c ;[B] E v c ;[C] E mv c ; [D] E gv c. m h 14. Due oggetti posti ad una stessa altezza, hanno massa l uno la metà dell altro; l energia potenziale è: [A] la stessa per i due oggetti; [B] minore per l oggetto di massa maggiore; [C] maggiore per l oggetto di massa maggiore; [D] non si può sapere. 15. Dire che un motore ha compiuto un lavoro di 000 J in s significa che: [A] ha sviluppato una potenza di 4000 W; [B] ha sviluppato una potenza di 000 W; [C] ha sviluppato una potenza di 1000 W; [D] ha sviluppato una potenza di W; 16.Il principio di conservazione dell'energia meccanica afferma che: [A] in un sistema fisico isolato la differenza dell'energia cinetica e dell'energia potenziale è costante; [B] in un sistema fisico isolato la somma dell'energia cinetica e dell'energia potenziale è costante; [C] in un sistema fisico isolato è costante il rapporto tra l'energia cinetica e l'energia potenziale; [D] in un sistema fisico isolato è costante il prodotto tra l'energia cinetica e l'energia potenziale. Pagina 1

2 17.Due oggetti posti ad altezze diverse, l una il doppio dell altra, hanno la stessa massa; l energia potenziale è: [A] la stessa per i due oggetti; [B] maggiore per l oggetto posto ad altezza maggiore; [C] minore per l oggetto posto ad altezza maggiore; [D] maggiore per l oggetto posto ad altezza minore. 18.La potenza sviluppata da un sistema fisico che può compiere lavoro (motore) è data da: [A] l energia utilizzata per unità di forza; [B] il prodotto della forza per lo spostamento; [C] l energia utilizzata per unità di tempo; [D] il prodotto della forza per l accelerazione. 19.L unità di misura del lavoro nel S. I. è: [A] il newton; [B] il pascal; [C] il joule; [D] il watt. 0.dimezzando la velocità di un automobile, la sua energia cinetica: [A] raddoppia; [B] quadruplica; [C] diventa un quarto; [D] rimane invariata. 1.Il lavoro prodotto da un sistema fisico (motore) è dato da: [A] l energia utilizzata per unità di forza; [B] l energia utilizzata per unità di tempo; [C] il prodotto della forza per l accelerazione; [D] La potenza del sistema per il tempo di utilizzazione.il principio di conservazione dell'energia meccanica afferma che: [A] in un sistema fisico isolato la differenza dell'energia cinetica e dell'energia potenziale è costante; [B] in un sistema fisico isolato la somma dell'energia cinetica e dell'energia potenziale è costante; [C] in un sistema fisico isolato è costante il rapporto tra l'energia cinetica e l'energia potenziale; [D] in un sistema fisico isolato è costante il prodotto tra l'energia cinetica e l'energia potenziale. 3.Raddoppiando la velocità di un automobile, la sua energia cinetica: [A] raddoppia; [B] quadruplica; [C] diventa un quarto; [D] rimane invariata. 4. Raddoppiando la massa di un automobile che si muove a velocità V, la sua energia cinetica: [A] raddoppia; [B] quadruplica; [C] diventa un quarto; [D] rimane invariata. Pagina

3 5. Il lavoro in fisica è definito come: [A] il prodotto scalare della forza per lo spostamento; [B] l energia utilizzata per unità di tempo; [C] il prodotto della forza per l accelerazione; [D] La potenza del sistema per il tempo di utilizzazione. 6. Il lavoro svolto da una forza è zero quando: [A] forza e spostamento hanno la stessa direzione; [B] forza e spostamento formano un angolo di 90 ; [C] forza e spostamento hanno direzioni opposte; [D] forza e spostamento formano un angolo di Il lavoro svolto da una forza è massimo quando: [A] forza e spostamento hanno la stessa direzione; [B] forza e spostamento formano un angolo di 90 ; [C] forza e spostamento hanno direzioni opposte; [D] forza e spostamento formano un angolo di 45 8.Vi viene detto che l energia cinetica di un oggetto dipende dal sistema di riferimento dell osservatore. E vero o falso? Spiega la risposta 9.Siete in aereo e per far trascorrere il tempo del viaggio, giocate a tennis con un altro passeggero. La velocità della palla dipende dalla velocità dell aereo? 30.Siete alla stazione ferroviaria e notate che su un sedile di un treno in transito c è un pallone. Che dati vi servono per calcolarne l energia cinetica? 31.Avete accompagnato un vostro amico all aeroporto; vedendo decollare l aereo sul quale è salito, pensate all energia cinetica che sta acquisendo. Quando lo raccontate al vostro amico, vi dice chiaramente che la sua energia cinetica non è aumentata affatto!!! Chi ha ragione? (Motivare la risposta) 3. Quando un areo atterra diminuisce sia la sua energia cinetica che la sua energia potenziale!! Che fine fanno? Pagina 3

4 33.Discuti la situazione illustrata nella figura che segue utilizzando il principio di conservazione dell energia meccanica 34.Due oggetti che hanno la stessa energia cinetica, hanno anche la stessa velocità? Spiega la risposta. 35.L energia cinetica di un auto varia di più se passa da 10 a 0 km/h o se passa da 0 a 40 km/h? Motiva la risposta. 36.Cos è il kilowattora? 37.Cosa si intende per potenziale gravitazionale in un campo gravitazionale a simmetria centrale? 38.Cosa si intende per energia potenziale gravitazionale in un campo gravitazionale a simmetria centrale? 39.Cosa rappresenta l espressione ( )? 40.Cosa rappresenta l espressione ( )? 41.Cosa rappresenta l espressione ( )? 4.Cosa rappresenta l espressione ( ) 43.Cos è la velocità di fuga e come si calcola? Pagina 4

5 Esercizio1 Una pompa idraulica preleva,3 m 3 d acqua in un tempo di,7 minuti da un pozzo profondo 1 m. Calcolare a) la potenza della pompa; b) il lavoro svolto per sollevare 1 m 3 d acqua. Esercizio Un oggetto che ha una massa di 0 kg, cade da un altezza di 45 m; applicando il principio di conservazione dell energia meccanica, calcolare la sua velocità a 18 m dal suolo. Considerare il sistema isolato. Esercizio3 Un oggetto che si muove, sotto l azione di una forza, subisce una variazione di velocità da 0 m/s a 40 m/s; calcolare il lavoro svolto dalla forza sapendo che la massa dell oggetto è di 00 kg. Esercizio 4 Calcolare il lavoro minimo necessario per sollevare un oggetto di massa m= 100 kg lungo il piano inclinato, rappresentato nella figura, sino all altezza massima ( 1 cm = 10 m ) m Esercizio 5 Calcolare il lavoro svolto dalla forza peso nel spostare un oggetto di massa m= 00 kg lungo il piano inclinato rappresentato nella figura ( 1 cm = 4 m ) m Pagina 5

6 Esercizio 6 Un oggetto che ha una massa di 300 kg, rotola senza attrito lungo un piano inclinato lungo 40 m. Calcolare il lavoro svolto dalla forza peso sapendo che il piano è inclinato di 50. Esercizio 7 Un oggetto che ha una massa di 480 kg sta cadendo da una certa altezza; quando si trova all altezza di 0 m dal suolo ha un energia cinetica di 4x10 5 J. Sapendo che ha una massa di 80 kg, calcolare l energia cinetica quando tocca terra. (L attrito è considerato trascurabile) Esercizio 8 Su un oggetto agisce una forza di 000 N che ne provoca uno spostamento di 30 m. sapendo che forza e spostamento formano un angolo di 60, calcolare il lavoro svolto dalla forza. Esercizio 9 L acqua di un lago alimenta una centrale elettrica. Sapendo che il dislivello medio tra il lago e la centrale è di 300 m e che il lago contiene m 3 d acqua, calcolare l energia potenziale gravitazionale posseduta dall acqua. Esercizio 10 Calcolare il lavoro svolto dalla forza F riportata nella figura sottostante: F = 500 N; spostamento s = 40 m F S Esercizio 10 Un oggetto che ha una massa di 00 kg, cade da un altezza di 50 m; applicando il principio di conservazione dell energia meccanica, calcolarne la velocità a 10 m dal suolo. Considerare il sistema isolato. Esercizio 11 Uno scaldabagno ha una potenza di 000 W; quanta energia consuma in 0,5 ore di funzionamento? Esercizio 1 Un PC ha una potenza di 00 W; quanta energia consuma in 5 ore di funzionamento? Esercizio 13 E necessario sollevare un oggetto di 80 kg fino ad un altezza di 100 m; qual è la potenza minima necessaria, se il sollevamento avviene in un tempo di minuti? Pagina 6

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