Agli alunni della Classe 1CR (Costruzioni, Ambiente, Territorio).

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1 Istituto Statale d Istruzione Superiore Francesco Gonzaga Liceo Scientifico, Liceo Classico, Liceo Linguistico. Istituto Tecnico Commerciale per Ragionieri IGEA e per Programmatori Mercurio Via F.lli Lodrini Castiglione delle Stiviere (MN) - Tel A.S. 2011/2012 Agli alunni della Classe 1CR (Costruzioni, Ambiente, Territorio). Materia: FISICA Oggetto : Lavoro estivo alunni Docente: prof ssa Angela Polimeno In relazione alle esigenze del prossimo anno, si segnala che è necessaria una soddisfacente conoscenza di tutti i contenuti del programma svolto (consegnata una copia in segreteria e una copia per ciascun alunno in classe): durante il periodo estivo sarà quindi necessario procedere con un attento lavoro di ripasso. Tale lavoro dovrà essere condotto sia sulla parte teorica, sia tramite lo svolgimento di esercizi: a questo proposito tutti gli studenti svolgeranno tutti i problemi in allegato. Gli esercizi assegnati dovranno essere sistemati ed elaborati su un nuovo quaderno. Buone vacanze e buon lavoro a tutti! NB: Il lavoro estivo costituisce argomento per le prove di ingresso a.s /2013 Castiglione d/stiviere 9 / 06 / 2012 Il docente Prof.ssa Angela Polimeno 1

2 A) LE GRANDEZZE FISICHE: A 1 ) LUNGHEZZA ALLEGATO: ESERCIZI 1) Quali fra queste proprietà sono grandezze fisiche? a) morbidezza b) bellezza c) peso d) leggerezza e) Fatica 2) La lunghezza di una matita di 20 cm è usata come unità di misura per determinare la lunghezza di un banco di 60 cm. Quante matite è lungo il banco? 3) La matita dell esercizio precedente viene temperata e la sua lunghezza si riduce a ¾. Quante matite è lungo il banco con questa nuova unità di misura? 4) In quali paesi non è adottato per legge il Sistema Internazionale? Fai una ricerca sulla rete. 5) Quali di queste unità di misura sono scritte in modo sbagliato? Correggi gli errori. metro... Ampere... g... Kg... sec... kelvin... km... secondo... mol.... A... 6) Il bit è un unità di misura utilizzata in ambito informatico; in un byte ci sono 8 bit. A quanti bit corrisponde 1 Gbyte? 7) È maggiore il diametro di una fibra di seta, pari a 15 nm, o quello del filo di una ragnatela, pari a 7000 nm? 8) Si stima che la Grande Muraglia cinese sia lunga oltre 8000 km. Come si scrive questo valore usando come unità di misura i megametri (Mm)? 2

3 9) Due misure di lunghezza forniscono due risultati che differiscono nel numero di cifre significative. Che cosa puoi dire degli strumenti con cui sono state effettuate le misure? Quale delle due è più precisa? Rispondi in 5 righe. 10) È possibile misurare il volume di un solido regolare con il righello? Si tratta di una misura diretta o indiretta? 11) Trasforma in metri i seguenti dati: 0,0005 km... 85,1 cm nm... 0,05 mm... 12) Trasforma in metri quadrati i seguenti dati: 0,2 km cm mm dam ) Trasforma in metri cubi i seguenti dati: 1000 mm cm km dm ) Quante cifre significative ha il dato 0,07500? A 2 ) TEMPO 15) Quanti miliardi di secondi ci sono in 2000 anni? [63 miliardi di secondi] 16) Quante migliaia di giorni ci sono in un gigasecondo? [circa 12 migliaia di giorni] 17) Una ruota compie due giri ogni secondo e a ogni giro completo fa suonare un campanellino. 3

4 Quanti trilli del campanellino si contano in 15 min? [1800] 18) Durante un esperimento, in assenza di un cronometro, si misura il tempo con i battiti cardiaci. Supponendo di sapere che la propria frequenza cardiaca è pari a 75 battiti al minuto, a quanti secondi corrisponde all incirca un conteggio di 150 battiti? [120 s] A 3 ) MASSA 19) Illustra con un disegno e un breve testo di 5 righe un possibile procedimento per misurare una massa incognita con la bilancia a bracci uguali. 20) Quale sarebbe il nome della tonnellata secondo le regole convenzionali dei prefissi? 21) Trasforma in kilogrammi i seguenti dati: 0,05 t cg ng hg... 22) Esprimi la massa del tuo corpo in centigrammi. 23) Un oncia equivale a circa 28 g. Quante once ci sono un quintale (100 kg)? B) NOTAZIONE SCIENTIFICA E ORDINI DI GRANDEZZA 24) Perché è utile scrivere i dati usando la notazione scientifica? Rispondi in 5 righe. C) PROPRIETA DELLA MATERIA: MASSA, VOLUME, DENSITA 25) Che cosa succede se dividiamo tra loro grandezze fisiche dello stesso tipo? E se dividiamo tra loro grandezze fisiche diverse? 26) Quale sarebbe l unità di misura della densità se usassimo le unità del Sistema Imperiale Britannico libbra (pound) e iarda cubica (cubic yard) per misurare rispettivamente la massa e il volume? 27) Calcola la densità di un olio di paraffina contenuto in un recipiente da 1 litro se la sua massa è 800 g. 4

5 28) Come si esprime in g/cm 3 la densità dell olio di paraffina dell esercizio precedente? 29) In che modo possiamo determinare la densità di un sasso di forma irregolare? Illustra un possibile procedimento in un testo di 10 righe. 30) Con un righello millimetrato non si può misurare lo spessore di una pagina di un libro in modo diretto, ma si può in modo indiretto. Come? 31) Quanto valgono rispettivamente la portata e la sensibilità di un orologio da polso con la lancetta dei secondi? 32) Spiega in 10 righe l utilità dell adozione del Sistema Internazionale. 33) Un bidone cilindrico alto 60,0 cm e il cui raggio è 25,0 cm è riempito con olio lubrificante di densità pari a 862 kg/m 3. Qual è la massa dell olio? Se il bidone fosse riempito d acqua (d = 1000 kg/m 3 ), quale sarebbe la sua massa? [102 kg; 118 kg] 34) Scrivi i seguenti dati usando la notazione scientifica: 0, kg... 45, 105 s... 0,00690 cm... 5

6 5,5107 m... 8, km... 4, s... 1, kg... 35) La massa della Terra è dell ordine di 1024 kilogrammi; quella della Luna è dell ordine di 1022 kg. Quante lune occorrerebbero all incirca per bilanciare la Terra su un ipotetica bilancia a bracci uguali? 36) La massa del Sole è di circa miliardi di miliardi di kilogrammi. Qual è il suo ordine di grandezza? [3, m 3 ] 37) Perché non possiamo misurare lo spessore di un capello con un righello millimetrato? Rispondi in 5 righe. 38) Come si chiama il multiplo del metro che vale 10 3 volte l unità di misura? E qual è il suo simbolo? 39) A quanti grammi corrispondono 25,3 mg? 40) Completa la seguente frase. Quando il prodotto tra i valori di due grandezze variabili resta costante si può affermare che sono grandezze proporzionali. D) STRUMENTI DI MISURA, ERRORI 41) In relazione agli strumenti di misura e alle loro caratteristiche, indica per ogni affermazione se è vera o falsa. a) Gli strumenti di misura sono apparecchi opportunamente tarati per potere misurare senza errori il di riferimento della grandezza da misurare V F b) La portata di una bilancia corrisponde al valore massimo di massa che la bilancia è in grado di misurare V F c) Gli strumenti di misura sono apparecchiature utilizzate per eseguire i calcoli tra dati sperimentali V F d) La sensibilità di un termometro corrisponde al valore minimo di temperatura che il termometro è in grado di misurare V F e) La prontezza di uno strumento indica la rapidità con cui lo strumento fornisce la misura richiesta V F 42) In relazione ai risultati di una misurazione, indica l unica affermazione sbagliata. a) L intervallo di incertezza si può esprimere, per esempio, nel seguente modo: m = (28,0 ± 0,2) 6

7 g b) Gli errori sistematici si ripetono ogni volta che si effettua una misura c) L errore assoluto e l errore relativo sono uguali quando l incertezza si riferisce a un valore medio d) Il valore medio è più attendibile perché ripetendo la misurazione si compensano gli errori casuali e) L errore percentuale consente di confrontare l accuratezza di dati diversi 43) Individua l unico dato scritto utilizzando la notazione scientifica. a) 0, m b) m 2 c) L d) 100 dm 2 e) 1, kg 44) Completa le seguenti equivalenze: a) 6,5 cm = m b) 6,5 cm 2 = m 2 c) 6,5 cm 3 = m 3 45) La figura mostra uno strumento che si utilizza in laboratorio per misurare il volume di liquidi. a) Qual è il valore del volume del liquido? b) Qual è la sensibilità dello strumento? c) Si tratta di uno strumento analogico o digitale? 46) Ognuna delle due frasi seguenti consente di individuare una grandezza. Scrivi il nome della grandezza, il suo simbolo e il simbolo della sua unità di misura nel Sistema Internazionale. a) Un barattolo contiene quattrocento grammi di piselli. b) La Repubblica di San Marino si estende per sessanta kilometri quadrati circa. 47) Per misurarne il volume uno studente immerge un dado di acciaio in un cilindro graduato che contiene 6,3 ml di olio. Il livello dell olio sale fino alla tacca che indica 9,3 ml. Qual è il volume del dado? 7

8 48) Un gruppo di studenti misura più volte con un cilindro graduato il volume di una determinata massa di acqua. I valori ottenuti sono i seguenti: 22,6 ml 22,5 ml 22,7 ml 22,6 ml 22,6 ml 22,5 ml Calcola il valore medio indicando anche l intervallo di incertezza. 49) Indica il corretto numero di cifre significative di ciascun dato: a) 0,0 123 kg b) 0, km c) g d) 20,20 dm 3 50) Esegui le seguenti operazioni: a) 202,5 m + 210,5 m = b) 100,1 m- 0,02 m = c) 205,32 kg+ 2205,31 kg = d) 100 m m = 51) Esegui le seguenti operazioni: a) 12,3 g : 3,3 ml = b) 128,6 m : 32,4 s = c) 10 m 10 m 5 d) 24,59 cm 1,28 cm = 52) Esegui le seguenti operazioni: a) (80 ± 2) ml (22 ± 1) ml = b) (3,4 ± 0,1) cm + (84,6 ± 0,2) cm = 53) L unità di misura del volume nel Sistema Internazionale è il metro cubo (m 3 ). È consentito anche l uso di una unità molto diffusa, il litro (L). a) A quanti litri corrisponde 1 cm 3? b) A quanti litri corrisponde 1 dm 3? c) A quanti litri corrisponde 1 m 3? d) A quanti centimetri cubi corrisponde 1 L? E) LE FORZE 54) Spiega che cosa significa affermare che la forza è una grandezza vettoriale. 55) Quale proprietà dei corpi viene descritta dalla legge di Hooke? Scrivi e spiega la legge di Hooke (anche aiutandoti con disegni) 56) Nel disegno è mostrata un automobile alla quale sono applicate due forze. Quale affermazione è corretta? A) Le due forze agiscono in direzione opposta B) Le due forze hanno la stessa direzione ma verso opposto C) Le due forze hanno lo stesso verso e la stessa intensità 8

9 D) Le due forze hanno lo stesso verso ma diversa intensità E) Le due forze hanno diversa intensità e stessa direzione 57) Una studentessa appoggia sulla sua scrivania un vocabolario la cui massa vale 3,1 kg. Rappresentare la situazione con un disegno, determinare la forza peso del vocabolario e la forza di reazione vincolare esercitata dalla scrivania? 58) La massa del corpo appeso rappresentato in figura vale 150 g e Δx vale 10 mm. Se si aggiunge un altro corpo che ha massa 300 g quanto diventa Δx? 59) Come è noto, una sfera posta su un tavolo è soggetta a una forza (la reazione vincolare del piano del tavolo) che si oppone alla forza peso della sfera, che pertanto è ferma. Ma se si inclina leggermente il tavolo si osserva che la sfera inizia a muoversi. Questo accade perché: A) il peso della sfera diminuisce proporzionalmente all inclinazione B) la forza d attrito tra la sfera e il tavolo si annulla C) la reazione vincolare del tavolo diventa maggiore della forza peso D) sulla sfera agisce una forza con direzione parallela al piano, non equilibrata dalla forza vincolare E) nessuna delle argomentazioni precedenti spiega il fenomeno 60) Due forze agiscono su un carrello posto su una rotaia. Entrambe le forze sono parallele alla rotaia, ma una, quella che agisce verso destra, ha un intensità di 200 N mentre l altra, che agisce nel verso opposto, ha una intensità di 250 N. Trascurando le forze d attrito, stabilisci in quale verso si muove il carrello. 61) Due forze hanno direzioni tra loro perpendicolari e intensità rispettivamente 3 N e 4 N. Quanto vale l intensità della forza risultante? 62) In relazione alle forze indica per ogni affermazione se è vera o falsa. a) L unità di misura dell intensità delle forze è il kilogrammo V F b) Una molla di acciaio può essere deformata anche con una forza a distanza V F c) La forza peso di un corpo si ottiene dividendo per 9,8 la sua massa V F d) Su un pallone in moto dopo un calcio agisce una forza a distanza V F e) Sul treno che rallenta fino a fermarsi in stazione agisce una forza per contatto V F 63) Un libro che ha peso 30 N è appoggiato sulla tua scrivania. Ad esso vengono applicate le seguenti forze: la forza F 2, che vale 15 N, parallela al piano: spinge il libro da sinistra verso destra; la forza F 3 con la stessa intensità e la stessa direzione di F 2 : spinge il libro nel verso opposto. a) Quale altra forza agisce sul libro? b) Qual è la risultante di tutte le forze applicate al libro? F) STATICA DEI FLUIDI 64) Quale frase esprime correttamente il principio di Archimede? A) Un corpo immerso in un liquido galleggia perché riceve una spinta uguale alla sua massa 9

10 B) Un corpo immerso in un liquido riceve una spinta verso l alto di intensità uguale al suo peso C) Un corpo immerso in un liquido sposta un volume di liquido uguale al suo peso D) Un corpo immerso in un liquido riceve una spinta verso l alto uguale al peso di liquido spostato E) Un corpo immerso in un liquido riceve una spinta verso l alto uguale alla densità del liquido spostato 65) Supponi che la massa del corpo appoggiato sulla superficie A 2 sia 80 kg. Dato che l area della superficie A 2 è venti volte più grande di quella della superficie A 1, quale deve essere la spinta esercitata dal dito su A 1? 66) Quali dati è necessario conoscere per calcolare la pressione idrostatica sul fondo di una piscina di forma rettangolare che viene riempita con acqua di mare? A) Le dimensioni della piscina B) Il volume di acqua marina C) La densità dell acqua marina D) La pressione atmosferica E) Il livello di riempimento 67) Indica la sola affermazione sicuramente vera che può spiegare perché una mongolfiera può muoversi verso l alto. A) La mongolfiera è stata gonfiata con un gas la cui densità è uguale a quella dell aria B) La spinta di Archimede è minore del peso del gas che riempie la mongolfiera C) L involucro della mongolfiera deve pesare meno del gas che contiene D) La pressione del gas nella mongolfiera è minore della pressione atmosferica E) La mongolfiera ha un peso minore della spinta di Archimede che agisce su di essa 68) Se si immerge un corpo in un liquido quali delle seguenti grandezze devi considerare per determinare la spinta di Archimede? A) La massa del corpo B) Il volume del liquido in cui è immerso il corpo C) La densità del liquido in cui è immerso il corpo D) Il volume del corpo E) La pressione atmosferica 69) Due corpi, A e B, hanno la stessa massa, ma quando sono immersi in acqua si osserva che A galleggia, mentre B affonda. In base a questa sola informazione individua le affermazioni vere e quelle false. a) Il volume di A è sicuramente maggiore del volume di B V F b) Il peso di A è maggiore di quello di B V F c) La densità di A è maggiore di quella di B V F d) La spinta di Archimede che riceve A è maggiore di quella che riceve B V F e) Soltanto sul corpo A agisce la spinta di Archimede 70) Perché la pressione è una grandezza scalare anche se nella sua definizione è presente la grandezza forza? 10

11 71) In una vaschetta si osserva una pallina che galleggia sulla superficie dell acqua; se si aggiunge un certo volume di alcol etilico denaturato nella vaschetta la pallina affonda. Come si può spiegare questo fatto? A La pressione idrostatica dell acqua è maggiore di quella dell alcol B La densità della soluzione è maggiore di quella della pallina C Il miscuglio che si forma è meno denso dell acqua D L aggiunta dell alcol fa cambiare la temperatura del miscuglio E La densità dell alcol è maggiore di quella della pallina 72) In base alla legge di Stevino, quali delle seguenti grandezze sono necessarie per determinare la pressione esercitata da un liquido sul fondo di una bottiglia? A) Il volume della bottiglia B) L area della superficie del fondo della bottiglia C) La densità del liquido D) Il livello del liquido E) La massa del liquido nella bottiglia 73) Supponi di avere a disposizione un mattone che devi appoggiare su una superficie morbida in modo da farlo affondare il meno possibile. Su quale parte del mattone lo appoggeresti? Perchè? A) Sulla faccia che ha l area minore B) Sullo spigolo più corto C) Sulla faccia che ha l area maggiore D) Su una qualsiasi faccia perché il peso è sempre lo stesso E) Sullo spigolo più lungo 74) Una piscina di plastica viene riempita di acqua che raggiunge il livello di 75 cm. Per calcolare la pressione esercitata dal solo liquido, quali dati occorre conoscere? A) La pressione atmosferica B) L altezza del livello dell acqua C) La densità dell acqua D) L area della superficie del fondo della tinozza E) Il valore della costante g 75) Calcola la pressione che esercita l acqua del mare (d= 1, kg/m 3 ) sul tuo corpo mentre stai nuotando alla profondità di 12,0 m. 76) Considera due corpi sferici, A e B: la massa di A è 2 kg e il suo volume è 3 dm 3 mentre la massa di B è 4 kg e il suo volume 2 dm 3. Entrambi i corpi vengono immersi nell acqua. Che cosa si può affermare sulla spinta di Archimede a cui sono soggetti i corpi? A) È maggiore per B, perché ha la massa maggiore B) È maggiore per A, perché ha la massa minore C) È maggiore per B, perché ha il volume minore D) È maggiore per A, perché ha il volume maggiore E) È uguale dato che il liquido in cui sono immersi è lo stesso 77) Calcola la spinta di Archimede che riceve un pallone aerostatico che ha il volume di 32 m 3. (d aria = 1,29 kg/m 3 ). 11