Prova Scritta Completa-Fisica 9 CFU Corso di Laurea in Tossicologia dell ambiente e degli alimenti Febbraio 2014

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1 Prova Scritta Completa-Fisica 9 CFU Corso di Laurea in Tossicologia dell ambiente e degli alimenti Febbraio 2014 Quesito 1 Supponi che i vettori A e B del disegno abbiano entrambi un modulo di 6,0 m e siano diretti come mostrato nella figura. Quanto valgono A x e B x, le componenti scalari di A e B lungo l'asse x? a) A x = -(6,0 m) sin35 = -3,4 m; B x = +(6,0 m) sin35 = +3,4 m. b) A x = -(6,0 m) cos35 = -4,9 m; B x = +(6,0 m) cos35 = +4,9 m. (x) c) A x = +(6,0 m) cos35 = +4,9 m; B x = -(6,0 m) cos35 = -4,9 m. d) A x = +(6,0 m) sin35 = +3,4 m; B x = -(6,0 m) cos35 = -4,9 m. e) A x = -(6,0 m) cos35 = -4,9 m; B x = +(6,0 m) sin35 = +3,4 m. Quesito 2 Il grafico mostra lo spostamento x in funzione del tempo t nel moto armonico semplice di una molla orizzontale. Indichiamo rispettivamente con v max e a max i valori massimi assunti dalla velocità e dall'accelerazione. Quale delle seguenti affermazioni dice il vero sul modulo di v e di a nei punti A e B marcati sul grafico? a) v A = v max, a A = a max, v B = 0 m/s, a B = a max. b) v A = v max, a A = 0 m/s 2, v B = 0 m/s, a B = a max. (x) c) v A = 0 m/s, a A = 0 m/s 2, v B = v max, a B = a max. d) v A = 0 m/s, a A = a max, v B = v max, a B = 0 m/s 2. e) v A = v max, a A = a max, v B = 0 m/s, a B = 0 m/s 2. Quesito 3 Un'automobile percorre una curva di forma circolare con una velocità di modulo pari a v = 35 m/s. Il raggio della curva è r = 1500 m. Quanto vale il modulo a c dell'accelerazione centripeta? a) 0,023 m/s 2 b) 0,82 m/s 2 (x) 1

2 c) 5,4 x 10-4 m/s 2 d) 1,8 x 10 6 m/s 2 Quesito 4 Il disegno illustra il moto di un proiettile e indica tre punti della traiettoria. Il modulo della velocità nei tre punti vale rispettivamente v 1, v 2 e v 3. Assumi che non esista la resistenza dell'aria e ordina le tre velocità in ordine crescente. a) v 2 > v 3 > v 1. b) v 1 > v 2 > v 3. c) v 3 > v 2 > v 1. d) v 1 > v 3 > v 2. (x) e) v 2 > v 1 > v 3. Quesito 5 Due forze agiscono su un oggetto in movimento avente una massa di 27 kg. Una di queste ha un modulo di 12 N ed è rivolta verso sud, mentre l'altra ha un modulo di 17 N ed è rivolta verso ovest. Quanto vale l'accelerazione dell'oggetto? a) Il modulo vale 1,1 m/s 2. La direzione è compresa tra ovest e sud, a 35 dalla direzione ovest. b) Il modulo vale 0,44 m/s 2. La direzione è compresa tra ovest e sud, a 22 dalla direzione ovest. c) Il modulo vale 0,63 m/s 2. La direzione compresa tra ovest e sud, a 55 dalla direzione ovest. d) Il modulo vale 0,77 m/s 2. La direzione è compresa tra ovest e sud, a 35 dalla direzione ovest. (x) e) Il modulo vale 0,77 m/s 2. La direzione è compresa tra ovest e sud, a 55 dalla direzione ovest. Quesito 6 Considera i cinque pendoli della figura. La lunghezza dei pendoli è disegnata in scala e le masse valgono tutte m o 2m, come indica in disegno. Quale dei cinque pendoli ha la frequenza di oscillazione più piccola? 2

3 a) IV. b) II. (x) c) I. d) III. e) V. Quesito 7 I disegni mostrano tre blocchi identici fermi su tre diversi piani inclinati. I blocchi sono mantenuti nella condizione di riposo dall'attrito statico. Metti in ordine crescente (dal più piccolo al più grande) i moduli degli attriti statici dei tre esempi. a) A, C, B b) B, A, C c) B, C, A (x) d) C, A, B e) A, B, C Quesito 8 Hai a disposizione due molle. Una ha una costante elastica maggiore dell'altra. Hai anche due corpi, uno di massa maggiore dell'altro. Quale corpo e quale molla devono essere uniti per ottenere il periodo di oscillazione più grande possibile? a) L'oggetto con la massa più piccola e la molla con la più grande costante elastica. b) L'oggetto con la massa più grande e la molla con la più grande costante elastica. c) L'oggetto con la massa più piccola e la molla con la più piccola costante elastica. d) L'oggetto con la massa più grande e la molla con la più piccola costante elastica. (x) Quesito 9 In quale delle seguenti circostanze vale il principio di conservazione dell'energia meccanica, nonostante una forza non conservativa agisca su un oggetto in moto? a) La forza non conservativa è perpendicolare allo spostamento dell'oggetto. (x) b) La forza non conservativa ha una componente che punta nello stesso verso dello spostamento dell'oggetto. c) La forza non conservativa punta nello stesso verso dello spostamento dell'oggetto. d) La forza non conservativa punta nel verso opposto allo spostamento dell'oggetto. e) La forza non conservativa ha una componente che punta nel verso opposto allo spostamento dell'oggetto. 3

4 Quesito 10 Un modellino di auto (0,50 kg) corre su una pista senza attriti e ha un'energia cinetica iniziale di 2,2 J, come mostra il disegno. I numeri sotto ciascuna collina indicano l'altezza della vetta. Quali colline è in grado di superare il modellino? a) A. b) A, B, C, D ed E. c) A, B e C. d) A e B. e) A, B, C e D. (x) Quesito 11 Un ciclista sta correndo alla velocità di 19,0 m/s ad un'altezza di 55,0 m sopra il livello del mare, quando inizia a scendere lungo un pendio. La massa del ciclista e quella della bicicletta unite valgono 88,0 kg. Puoi utilizzare il livello del mare come livello zero dell'energia potenziale gravitazionale. Trascurando gli attriti e la resistenza dell'aria, quanto vale l'energia meccanica totale quando il ciclista raggiunge l'altezza di 25,0 m sopra il livello del mare? a) 4,74 x 10 4 J. b) 1,59 x 10 4 J. c) 6,33 x 10 4 J. (x) d) 4,18 x 10 4 J. Quesito 12 Sei atleti hanno la massa (espressa in multipli di m 0 ), il modulo della velocità (espresso in multipli di v 0 ) e la direzione di moto che sono indicati nella tabella. Quale coppia di atleti ha la stessa quantità di moto? a) C e D b) D ed F c) A ed E (x) d) B e C 4

5 Quesito 13 L'oggetto 1 si muove lungo l'asse x con una quantità di moto iniziale +16 kg m/s, dove il segno + indica che il corpo si muove verso destra. Come mostra il disegno, l'oggetto 1 urta un secondo corpo, inizialmente a riposo. La collisione non è frontale, perciò gli oggetti si allontanano dopo l'urto prendendo direzioni diverse. La forza esterna totale sui due corpi è zero. Dopo l'urto, la componente y della quantità di moto dell'oggetto 1 è -5 kg m/s. Quanto vale dopo l'urto la componente y della quantità di moto dell'oggetto 2? a) La componente y della quantità di moto dell'oggetto 2 non può essere determinata. b) +16 kg m/s. c) -16 kg m/s. d) +5 kg m/s. (x) e) 0 kg m/s. Quesito 14 Un proiettile è sparato verticalmente dalla superficie della Luna con una velocità iniziale di 1,60 km/s. Trascurando l'attrazione terrestre, calcola la quota che il proiettile raggiunge sopra la superficie lunare. Utilizza per il raggio e per la massa lunari i valori R L = 1, m e m L = 7, kg. a) 1,44 x 10 6 m. (x) b) 3,19 x 10 6 m. c) Il proiettile si allontana indefinitamente. d) 4,93 x 10 6 m. Quesito 15 Il disegno mostra tre contenitori riempiti fino allo stesso livello con il medesimo fluido. In quale contenitore la pressione sul fondo è maggiore? a) Nel contenitore C, perché il suo fondo ha l'area più piccola. b) Nel contenitore A, perché il suo fondo ha l'area più grande. c) Nel contenitore B, perché contiene la minor quantità di fluido. d) Nel contenitore A, perché contiene la maggior quantità di fluido. 5

6 e) Sul fondo di tutti e tre si trova la stessa pressione. (x) Quesito 16 Un tubo per il trasporto dell'acqua ha la sezione laterale rappresentata nel disegno. L'acqua scorre da sinistra verso destra. In quale parte del tubo si avrà la portata maggiore, nel tratto largo all'estremità sinistra o in quello stretto all'estremità destra? a) Nella sezione larga di sinistra. b) Nella sezione stretta di destra. c) La portata è la stessa nelle due sezioni del tubo. (x) Quesito 17 Dei raggi luminosi che si propagano paralleli e vicini all'asse principale di uno specchio concavo convergono in un punto situato davanti allo specchio alla distanza di 18 cm. Quanto vale il raggio di curvatura dello specchio? a) 18 cm. b) -9 cm. c) -18 cm. d) 9 cm. e) 36 cm. (x) Quesito 18 Un oggetto è disposto alla sinistra di una lente. Un raggio luminoso originato dall'oggetto si propaga vicino e parallelo all'asse principale della lente. Il raggio attraversa la lente. Quale delle seguenti affermazioni dice il vero sul raggio? a) Il raggio passa attraverso la lente senza cambiare direzione, indipendentemente dal fatto che la lente sia convergente o divergente. b) Il raggio passa per uno dei punti focali della lente, ma solo se la lente è convergente. (x) c) Il raggio attraversa uno dei punti focali della lente, ma solo se la lente è divergente. d) Il raggio attraversa uno dei punti focali della lente, indipendentemente dal fatto che la lente sia convergente o divergente. e) Il raggio attraversa l'asse principale a una distanza dalla lente uguale al doppio della lunghezza focale, indipendentemente dal fatto che la lente sia convergente o divergente. Quesito 19 La sirena di un battello suona un segnale e il suono penetra nell'acqua. Confronta la frequenza del suono nell'aria con quella nell'acqua e scegli tra le seguenti l'affermazione che dice il vero. 6

7 a) La frequenza nell'aria è uguale a quella nell'acqua, mentre la lunghezza d'onda nell'aria è maggiore a quella nell'acqua. b) La frequenza nell'aria è minore di quella nell'acqua, mentre la lunghezza d'onda nell'aria è maggiore di quella nell'acqua. c) La frequenza nell'aria è maggiore di quella nell'acqua, mentre la lunghezza d'onda nell'aria è minore di quella nell'acqua. d) La frequenza nell'aria è uguale a quella nell'acqua, mentre la lunghezza d'onda nell'aria è minore di quella nell'acqua. (x) e) La frequenza nell'aria è uguale a quella nell'acqua e anche la lunghezza d'onda nell'aria è uguale a quella nell'acqua. Quesito 20 Si considerino i seguenti processi (il materiale è lo stesso in tutti i casi): A. Alzare di 7,0 C la temperatura di 1,5 kg di materiale. B. Alzare di 3,5 C la temperatura di 3 kg di materiale. C. Alzare di 21 C la temperatura di 0,50 kg di materiale. D. Alzare di 14 C la temperatura di 0,75 kg di materiale. Quale richiede la maggiore quantità di calore? a) Il caso A. b) Il caso B. c) Il caso D. d) Il caso C. e) La stessa quantità di calore per tutti i casi. (x) Quesito 21 Per un gas ideale ognuna delle seguenti trasformazioni porta immancabilmente a un aumento di pressione, tranne una. Quale? a) Aumento del numero di moli, mantenendo costanti la temperatura e il volume. b) Diminuzione del volume, mantenendo costanti la temperatura e il numero di moli del gas. c) Aumento di temperatura e diminuzione del volume, mantenendo costante il numero di moli del gas. d) Aumento di temperatura, volume e numero di moli del gas. (x) e) Aumento di temperatura, mantenendo costanti il volume e il numero di moli del gas. Quesito 22 Se la velocità di ogni atomo di un gas ideale monoatomico fosse raddoppiata, per quale fattore risulterebbe moltiplicata la temperatura Kelvin del gas? a) 4. (x) b) 1/4. c) 2. 7

8 d) 1. e) 1/2. Quesito 23 Una macchina termica prende il calore Q C da una sorgente calda e usa parte dell'energia per compiere un lavoro L. Assumendo che Q C non possa essere cambiato, in che modo si deve operare sulle altre grandezze per aumentare il rendimento? a) Aumentando il lavoro L e lasciando invariato il calore Q F ceduto alla sorgente fredda. b) Aumentando il lavoro L. Di conseguenza aumenterà il calore Q F ceduto alla sorgente fredda. c) Riducendo il lavoro L. Di conseguenza diminuirà il calore Q F ceduto alla sorgente fredda. d) Aumentando il lavoro L. Di conseguenza diminuirà il calore Q F ceduto alla sorgente fredda. (x) e) Riducendo il lavoro L e lasciando invariato il calore Q F ceduto alla sorgente fredda. Quesito 24 Un gas ideale monoatomico si espande dallo stato A allo stato B, come illustra il grafico. Che cosa si può dire della trasformazione? a) Il gas non compie lavoro. b) Il gas non cede né assorbe alcun calore. c) L'energia interna del gas non cambia. (x) d) Nelle trasformazioni isoterme non vale la legge dei gas ideali. e) Il primo principio della termodinamica non si applica alle trasformazioni isoterme. Quesito J di calore vengono fornite a un gas la cui temperatura iniziale è 300 K. Se il gas si espande con una trasformazione isoterma, quant'è la variazione di entropia del gas? a) -2 J/K. b) +0,5 J/K. c) +2 J/K. (x) d) -0,5 J/K. 8

9 e) L'entropia del gas non cambia. Quesito 26 Un'onda elettromagnetica viaggia nel vuoto. Che cosa dovresti fare per triplicare la sua lunghezza d'onda? a) Triplicare la velocità dell'onda. b) Ridurre la velocità a un terzo del suo valore iniziale. c) Ridurre la frequenza a un terzo del suo valore iniziale. (x) d) Triplicare la frequenza dell'onda. e) Triplicare l'ampiezza del campo elettrico e del campo magnetico che compongono l'onda. Quesito 27 Considera il circuito elettrico disegnato nella figura. Calcola la differenza di potenziale V 1 ai capi della resistenza R 1. a) V 1 = V b) V 1 = (R 1 /R 2 )V c) V 1 = [R 1 /(R 1 + R 2 )]V (x) d) V 1 = (R 2 /R 1 )V e) V 1 = [(R 1 + R 2 )/R 1 ]V Quesito 28 A causa di un campo elettrico, una carica positiva +q subisce una forza di intensità F diretta verso sinistra. La carica positiva viene quindi rimpiazzata da una carica negativa -2q. Quali sono le caratteristiche della forza che subisce la carica negativa? a) Intensità della forza = 2F, forza diretta verso destra. (x) b) Intensità della forza = F, forza diretta verso destra. c) Intensità della forza = 2F, forza diretta verso sinistra. d) Intensità della forza = F, forza diretta verso sinistra. e) La carica negativa non subisce nessuna forza, perché il campo elettrico agisce soltanto sulle cariche positive. Quesito 29 Quale (o quali) delle seguenti azioni di un campo magnetico su una particella carica è (sono) senz'altro vera? Un campo magnetico: 1. può aumentare la velocità della particella. 2. può accelerare una particella. 9

10 3. esercita sempre una forza su una particella in movimento. 4. può esercitare una forza su una particella ferma. a) 2 e 3 b) 1 e 2 c) 2 e 4 d) 2 (x) e) 3 Quesito 30 Un filo indefinitamente lungo è attraversato da una corrente I. Il filo è perpendicolare al piano individuato da un anello di metallo e, come mostra la figura, passa proprio nel centro dell'anello. Supponiamo che l'anello possa cadere verticalmente mantenendo inalterata la sua orientazione rispetto al filo. In quale verso circola la corrente indotta che si genera nell'anello? a) Non si produce alcuna corrente indotta. (x) b) Il verso della corrente è individuato dalla sequenza CBAC. c) Il verso della corrente è individuato dalla sequenza ABCA. Note: - 1 punto per ogni risposta esatta. 0 punti per ogni risposta non data o errata. - 2 ore a disposizione. Consentito l uso di appunti, libri e calcolatrice. - Indicare su ogni foglio nome, cognome e numero di matricola - Ogni studente colto nell atto di passare risposte ad altri studenti o colto nell atto di copiare avrà annullato il compito. - Nel testo le quantità vettoriali sono indicate in grassetto 10