Verifica di Fisica Classe 3GHI scientifica 24 Febbraio 2015 Entro parentesi quadra il punteggio assegnato ad ogni esercizio, la sufficienza si ha con

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1 Verifica di Fisica Classe 3GHI scientifica 01 Giugno 2015 si ha con 60/110. Il punteggio viene attribuito in base alla correttezza e [20] 1 Rispondi alla seguente domanda Esprimi il terzo principio della dinamica in funzione del vettore quantità di moto e spiega per quale motivo in un sistema isolato la velocità del C.M. del sistema non varia. [20] 2 Problema Una pallottola di massa m = 5, 0 g rimane conficcata in un blocco di massa M = 1, 0 attaccato ad una molla di costante elastica k = 800 N/m. Sapendo che la molla si comprime di una quantità A = 6, 0 cm, determina la velocità della pallottola. Il sistema massa più pallottola inizia ad oscillare di moto armonico, scrivi le equazioni che descrivono tale moto. [30] 3 Problema Un elefante maschio in atteggiamento di carica di massa M = 5400 kg viene verso di te con una velocità di modulo v = 4, 3 m/s. Tu lanci verso di lui una palla di gomma di 0, 150 kg con una velocità di modulo u = 8, 11 m/s. Determina: 1) il modulo della velocità quando la palla rimbalza indietro verso di te e la velocità dell elefante dopo che è stato colpito dalla palla, 2) la velocità del C.M. del sistema elefante-palla prima e dopo l urto. 3) Come spieghi il fatto che l energia cinetica della palla sia aumentata? [30] 4 Problema La cometa di Halley, che passa intorno al Sole ogni 76 anni,ha una orbita ellittica. Quando è nel suo punto più vicino al Sole (perielio) si trova ad una distanza R p = 8, m e si muove con velocità v p = 54, 6 km/s. Il punto di massima distanza tra la cometa di Halley ed il Sole (afelio) è a R a = 6, m. 1) Quando è all afelio, la sua velocità è maggiore o minore di v p = 54, 6 km/s quando è in perielio? Giustifica la risposta. 2) Calcola la velocità all afelio. 1

2 Verifica di Fisica Classe 3GHI scientifica Recupero si ha con 60/110. Il punteggio viene attribuito in base alla correttezza e [20] 1 Problema Ai vertici di un triangolo equilatero di lato l sono poste tre masse m 1 = m 2 = m e nel terzo vertice una massa M. Determina il rapporto M/m in modo tale che una quarta massa m 4 posta nel baricentro sia in quiete. Supponi ora di triplicare il valore di m 4, determina il valore della forza gravitazionale totale agente su m 4 ed il lavoro della forza gravitazionale per costruire il sistema in questo secondo caso. [20] 2 Problema Due masse M A = 90 g ed M C = 30 g sono poste agli estremi di un segmento di lunghezza L = 16 cm ed una terza massa m B = 10 g è posta tra loro ad una distanza d = 6, 0 cm da M A lungo il segmento congiungente M A ed M B. Spostiamo la massa m B fino ad una distanza d da M C. Determina il lavoro da noi compiuto e quello compiuto dalla forza gravitazionale per effettuare lo spostamento. [20] 3 Problema Un pendolo di massa m = 0, 8 kg è appeso ad un filo di lunghezza l = 2.0 m. Il pendolo viene lasciato andare partendo da un angolo α = 30 o rispetto alla verticale. Determina la velocità con la quale la massa appesa al pendolo passa per il punto di equilibrio (punto piú basso della traiettoria) e la tensione massima sopportata dalla fune. Scrivi inoltre le equazioni del moto del pendolo. [50] 4 Problema Un satellite di massa 20 kg è in orbita circolare di raggio 8, m e periodo 2, 4 h attorno ad un pianeta di massa sconosciuta. Sapendo che l accelerazione di gravità sulla superficie del Pianeta è di 8, 0 m/s 2, determina: 1) la massa del Pianeta, 2) il raggio del Pianeta, 3) il modulo della velocità di lancio del satellite, 4) l angolo di lancio rispetto alla superficie del Pianeta 5) il rapporto tra la velocità di fuga e la velocità di lancio. 2

3 Verifica di Fisica Classe 3GHI scientifica 8 Maggio 2015 si ha con 60/110. Il punteggio viene attribuito in base alla correttezza e [20] 1 Problema Ai vertici di un triangolo equilatero di lato l sono poste tre masse m 1 = m 2 = m e nel terzo vertice una massa M. Determina il rapporto M/m in modo tale che una quarta massa m 4 posta nel baricentro sia in quiete. Supponi ora di raddoppiare il valore di m 4, determina il valore della forza gravitazionale totale agente su m 4 ed il lavoro della forza gravitazionale per costruire il sistema in questo secondo caso. [20] 2 Problema Due masse M A = 80 g ed M C = 20 g sono poste agli estremi di un segmento di lunghezza L = 12 cm ed una terza massa m B = 10 g è posta tra loro ad una distanza d = 4, 0 cm da M A lungo il segmento congiungente M A ed M B. Spostiamo la massa m B fino ad una distanza d da M C. Determina il lavoro da noi compiuto e quello compiuto dalla forza gravitazionale per effettuare lo spostamento. [20] 3 Problema Un pendolo di massa m = 0, 8 kg è appeso ad un filo di lunghezza l = 1, 6 m. Il pendolo viene lasciato andare partendo da un angolo α = 30 o rispetto alla verticale. Determina la velocità con la quale la massa appesa al pendolo passa per il punto di equilibrio (punto piú basso della traiettoria) e la tensione massima sopportata dalla fune. Scrivi inoltre le equazioni del moto del pendolo. [50] 4 Problema Un satellite di massa 20 kg è in orbita circolare di raggio 8, m e periodo 2, 4 h attorno ad un pianeta di massa sconosciuta. Sapendo che l accelerazione di gravità sulla superficie del Pianeta è di 8, 0 m/s 2, determina: 1) la massa del Pianeta, 2) il raggio del Pianeta, 3) il modulo della velocità di lancio del satellite, 4) l angolo di lancio rispetto alla superficie del Pianeta 5) il rapporto tra la velocità di fuga e la velocità di lancio. 3

4 Verifica di Fisica Classe 3GHI scientifica 30 Marzo 2015 si ha con 65/100. Il punteggio viene attribuito in base alla correttezza e [20] 1 Rispondi alle seguenti domande 1) Dimostra che il lavoro è uguale alla variazione di energia cinetica. 2) Dimostra che la forza gravitazionale è una forza conservativa. [20] 1Problema Un ciclista che sta pedalando regolarmente si muove alla velocità costante di v = 36 km/h. Se smettesse di pedalare, a causa dell attrito, si fermerebbe dopo aver percorso una distanza pari a d = 200 m. Supponendo che la bicicletta abbia una massa m = 12 kg e che il ciclista abbia una massa M = 70 Kg, determina il lavoro compiuto dal ciclista per mantenere la velocità costante di 36 km/h, il lavoro compiuto dalla forza di attrito per fermare la bicicletta ed il valore della costante di attrito. [30] 2Problema Una molla di costante elastica k oscilla attorno alla sua posizione di equilibrio, sia A l ampiezza del moto, determina la velocità delle oscillazioni della molla nei punti: x = 0 e x = A/3. Scrivi le equazioni che descrivono il moto supponendo che x(t = 0) = 0. [40] 3Problema Alla fine del non inning un giocatore di baseball spedisce una palla di m = 0, 15 kg fuori dal campo. la palla lascia la mazza con una velocità di modulo v = 36 m/s ed un tifoso sulla gradinata la afferra 7, 2 m al di sopra del punto da cui è partita. Assumendo che le forze di attrito possano essere trascurate determina, scegliendo un opportuno sistema di riferimento: 1) il modulo della velocità della palla quando viene afferrata dal tifoso, 2) l altezza massima raggiunta dalla palla sapendo che in questo punto il modulo della velocità e v = 18 m/s, 3) la direzione del lancio rispetto all orizzontale, 4) la distanza, in linea d aria, tra il tifoso ed il lanciatore. 4

5 Verifica di Fisica Classe 3GHI scientifica 24 Febbraio 2015 si ha con 65/100. Il punteggio viene attribuito in base alla correttezza e [30]Problema 1) Una cassa di 100 kg è posta su di una rampa inclinata ed è attaccata ad sistema di 4 molle uguali poste in parallelo. L angolo che la rampa forma con l orizzontale è 60 o la cassa inizia a scivolare verso il basso fino ad allungare le molle di 20 cm ed in questa posizione si ferma. µ s = 0, 5. 1) Determina la costante elastica di ciascuna molla. 2) Supponi ora che non ci siano le molle e che la cassa, sia tenuta in equilibrio da una forza che agisce su di essa in direzione parallela al piano orizzontale, determina il modulo di tale forza. 3) Se non ci fossero ne le molle ne tanto meno la forza orizzontale, quale dovrebbe essere il coefficiente di attrito statico tra cassa e piano per tenere in equilibrio la cassa? [10]Problema 2) Quale è il minimo raggio di una curva sopraelevata di un angolo θ = 30 o che un ciclista può abbordare alla velocità di 60 km/h se il coefficiente di attrito dinamico fra il battistrada e l asfalto è µ d = 0, 32? [10]Problema 3) Un automobile di 900 kg sale lungo una strada inclinata di un angolo di α = 30 o con una velocità costante di 60 km/h. Determina l intensità della forza motrice sapendo che il coefficiente di attrito è µ d = 0, 5. [20]Problema 4) Due carrelli di masse m 1 ed m 2 sono attaccati tra loro tramite una fune di massa trascurabile ed inestensibile che passa attraverso una puleggia priva di attrito. I due carrelli si trovano su due piani inclinati di un angolo α 1 = 30 o e α 2 = 45 o rispettivamente. Sia m 2 = 400 gr la massa del carrello poggiato sul piano di pendenza α 2 = 45 o ed m 1 = 2m 2 l altra massa, determina: 1) l accelerazione del sistema e la tensione della fune, supponendo trascurabile l attrito. [30]Problema 5) Considera un ascensore con massa M = 5 t determina la tensione del cavo che lo sostiene nei seguenti casi: 1) scende o sale accelerando con un accelerazione di a = 1 m/s 2, 2) scende o sale frenando con la stessa accelerazione, 3) scende o sale con velocità costante, 4) è fermo. 5

6 Verifica di Fisica Classe 3GHI scientifica 19 Dicembre 2014 si ha con 60/100. Il punteggio viene attribuito in base alla correttezza e [40] Quesito Scrivi le trasformazioni di Galileo per le coordinate, dimostra che sono delle isometrie e ricava da queste le trasformazioni per le velocità e la accelerazione. [20] Problema 2 Gino è fermo sotto la pioggia che vede cadere verticalmente con velocità costante. Pino invece, nella sua automobile che procede di moto rettilineo uniforme alla velocità di 50 km/h, vede le gocce di pioggia cadere con un angolo di 60 rispetto alla verticale sul parabrezza della sua automobile. Determina il modulo della velocità delle gocce di pioggia rispetto a Gino e rispetto a Pino. [40] Problema 1 Il lancio del martello è una specialità dell atletica leggera in cui l atleta cerca di scagliare il piú lontano possibile una sfera metallica legata con un cavo d acciaio ad una impugnatura chiamata martello. Sapendo che il record del mondo di questa specialità è D = 86, 74 m, supponendo inoltre che la fune sia lunga L = 117, 50 cm e che la rotazione della massa avvenga su di un piano parallelo al terreno posto ad una altezza h = 2, 50 m dal suolo determina, trascurando l attrito dell aria: (a) le equazioni del moto del martello nel suo moto di caduta verso terra dopo aver chiaramente fissato il sistema di riferimento, (b) il tempo impiegato dal martello per giungere a terra, (c) il modulo della velocità del martello nell istante in cui tocca terra, (d) la frequenza ν con cui ruota il martello nel suo moto circolare uniforme. 6

7 Verifica di Fisica Classe 3GHI scientifica 25 Novembre 2014 si ha con 54/90. Il punteggio viene attribuito in base alla correttezza e completezza nella risoluzione, nonchè alle caratteristiche dell esposizione: [10] 1) Il tachimetro di un automobile indica che l auto sta procedendo alla velocità di modulo costante pari a 90 km/h. È possibile che il moto dell auto sia accelerato? Perchè? [20] 3) Posto che la distanza dal centro della Luna al centro della Terra è r = 3, m e che il periodo di rivoluzione della Luna attorno alla Terra è T = 28 giorni, si calcolino: la velocità tangenziale, la velocità angolare e l accelerazione centripeta della Luna nel suo moto (circolare uniforme) attorno alla Terra. [30] 4) Sofia si muove alla velocità costante di V = 2, 5 m/s. Mentre si muove lancia in aria, lungo la verticale, una pallina con una velocità di v = 8, 0 m/s e poi la riprende in mano. Determina per quanto tempo la pallina resta in aria ed i metri percorsi da Sofia prima di riprendere in mano la pallina. Fabio è seduto su di una panchina e vede passare Sofia, che tipo di traiettoria fa la pallina secondo Fabio? Determina la velocità che misurerebbe Fabio, dalla panchina, nell istante in cui la pallina torna nelle mani di Sofia. [15] 5) Su due binari concentrici di una circonferenza di raggio r 1 = 5 m ed r 2 = 6 m si muovono due macchinine di moto circolare uniforme. Le macchinine sono allineate ogni 20 s se ruotano nello stesso verso ed ogni 4 s se ruotano con versi opposti. Determina la velocità angolare delle due macchinine. [15] 5) Quando il bocciolo rinsecchito di una pianta di ginestra scozzese si apre, spara fuori un seme con una velocità iniziale di modulo v = 2.7 m/s e un angolo di 60 o rispetto all orizzontale. Se il bocciolo si trova ad 1, 0 m dal suolo determina: 1) il tempo impiegato dal seme per raggiungere il suolo; 2) la distanza orizzontale coperta dal seme durante il suo volo; 3) la velocità con la quale il bocciolo tocca terra. 7

8 Verifica di Fisica Classe 3GHI scientifica 30 Ottobre 2014 Recupero Sufficienza 60/100 [20] 1)Problema Un motociclista viaggia su di una strada rettilinea alla velocità costante di modulo v 1 = 60 km/h. Sulla stessa strada rettilinea, ma in verso opposto, da una distanza d = 3, 5 km dal motociclista, una utilitaria sta viaggiando alla velocità v 2 = 50 km/h. Determina la posizione e l istante in cui la moto incrocia l utilitaria. [60] 2)Problema Un ragazzo alto h = 1, 70 m lancia in alto un sasso e lo riprende alla stessa altezza dopo un tempo t = 3 s. Si determini: 1) la velocità iniziale del sasso; 2) l altezza massima raggiunta dal sasso rispetto alla quota di partenza; 3) la velocità del sasso nell istante in cui torna nelle mani del bambino, 4) le equazioni orarie del moto del sasso. Ora il ragazzo scaglia una palla verso il basso con una velocità V = 5.0 m/s, 5) determina la quota raggiunta dalla palla dopo il rimbalzo a terra. 6) Scrivi le equazioni orarie del moto della palla. (Si trascuri l attrito.) [20] 3)Problema Assumendo che occorrono 0, 1 s perchè un guidatore reagisca prima di azionare i freni, determina lo spazio di arresto (distanza tra il punto nel quale il guidatore si accorge della necessità di fermarsi e il punto nel quale l auto si ferma) di un auto che viaggia alla 90 km/h se la decelerazione dovuta alla frenata è di 3, 5 m/s 2. Scrivi l equazione oraria del moto. 8

9 Verifica di Fisica Classe 3GHI scientifica 10 Ottobre 2014 Sufficienza 66/110 [20] Rispondi ai seguenti quesiti: 1. Se un corpo ha una accelerazione negativa sta necessariamente decelerando e se l accelerazione è positiva sta necessariamente accelerando? Motiva la tua risposta aiutandoti, se lo ritieni opportuno, con qualche esempio. 2. Due corpi differenti sia in forma che in peso cadono da una stessa quota h. Se si trascura l attrito, quale dei due corpi tocca terra per primo? La velocità, istante per istante, con cui cadono è la stessa per entrambi i corpi? Motiva adeguatamente la risposta. [30] 1.Problema La legge oraria del moto di un corpo è S(t) = 1, 5 t 2 9, 0 t + 6, 0 dove S è misurato in metri e t in secondi. Stabilire se si tratta di un moto uniformemente accelerato o uniformemente decelerato. 1. Determinare la accelerazione, la velocità iniziale e la posizione iniziale del corpo. 2. Scrivere l equazione oraria della velocità. Esiste un istante in cui il corpo ha velocità nulla? 3. Determinare la posizione e la velocità del corpo dopo 0, 5 secondi. [20] 2.Problema Un auto della polizia viaggia alla velocità di V P = 60km/h quando è sorpassata da un auto che viaggia alla velocità costante di V A = 90km/h. Il poliziotto inizia ad inseguire l auto con una accelerazione costante di a = 2.0 m/s 2. Trascurando i tempi di reazione del poliziotto determina: 1. dopo quanto tempo dall istante in cui avviene il sorpasso, l auto della polizia raggiunge l automobilista, 2. la velocità dell auto della polizia nell istante in cui raggiunge l automobilista. [40] 3.Problema Un armadillo fa un balzo verso l alto elevandosi in modo da transitare ad un altezza h = 0, 5 m dopo un tempo t = 0, 2 s. Determina: 1. la sua velocità iniziale v 0, 2. la sua velocità v h quando si trova alla quota h, 3. l altezza massima H raggiunta dall armadillo, 4. le equazioni orarie del moto dell armadillo. 9