FISICA Interazione gravitazionale 1 Esercizi e domande
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- Clemente Pepe
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1 1) Nella legge di gravitazione di Newton, che cosa rappresenta la lettera G e qual è la sua unità di misura nel S.I.? 2) L interazione gravitazionale è descritta dalla formula F = G m 1m 2 il suo significato? d2 ; qual è 3) Che direzione e verso ha la forza F? Su quale dei due oggetti m1 e m2 agisce? Disegna la situazione descritta dalla legge di gravitazione tracciando anche il vettore F. 4) L interazione gravitazionale è descritta dalla formula F = G m 1m 2 d 2 ; Cosa succede alla forza F se: a. Raddoppia la massa m1? b. Triplica la massa m2? c. Si dimezza la massa m2? d. Si triplica la distanza d? e. La distanza d diventa 1 4? 5) Cosa è g? 6) Come si ricava g dalla legge F = G m 1m 2 d 2? 7) L accelerazione di gravità g varia con l altezza, in che modo? 8) Due oggetti di massa m1 ed m2 posti alla distanza reciproca di 4000 cm si attraggono con una forza gravitazionale di 4x10-10 N; sapendo che m2 = 50 kg, calcolare m1. 9) Calcolare l accelerazione di gravità sulla superficie di un pianeta che ha le seguenti caratteristiche, M = 6,0 x kg e raggio = 7000 km. 10) Calcolare il valore del campo gravitazionale della Terra al livello del mare. 11) Calcolare il valore dell interazione gravitazionale tra due libri di massa m1 = 200 g ed m2 = 400 g sapendo che la loro distanza reciproca è di 0,2 m.
2 12) Calcolare il valore dell accelerazione di gravità su Marte; massa di Marte, m = 6, kg; raggio di Marte, R = 3, m 13) Calcolare il campo gravitazionale della Terra alla distanza di 1000 km. 14) Calcolare il tempo che impiega un oggetto di massa m = 10 9 kg a creare il proprio campo gravitazionale alla distanza di 1000 m. 15) Due oggetti di massa m1 ed m2 posti alla distanza reciproca di 3000 cm si attraggono con una forza gravitazionale di 2x10-10 N; sapendo che m1 = 200 kg, calcolare m2. 16) Un oggetto di massa m = 10 9 kg impiega un tempo t = s per creare il campo gravitazionale alla distanza d; calcolare la distanza d. 17) Su un certo pianeta l accelerazione di gravità ha il valore di g = 12,0 m/s 2 ; sapendo che la sua massa è di M = 2,0 x kg, calcolarne il raggio R. 18) Cos è la forza peso? Che relazione esiste tra forza peso e interazione gravitazionale? 19) Che relazione esiste tra accelerazione di gravità g e campo gravitazionale? 20) Quale grafico, tra quelli sotto riportati, descrive la forza gravitazionale in funzione della distanza tra i due oggetti m1 ed m2, F = F(d)
3 21) Due oggetti di massa m1 = 80 kg ed m2 = 70 kg, si attraggono con una forza gravitazionale di 4x10-8 N; calcolarne la distanza reciproca. 22) Su un certo pianeta l accelerazione di gravità ha il valore di g = 8,0 m/s 2 ; sapendo che il suo raggio è di R = 5000 km, calcolarne la massa M. 23) Calcolare l interazione gravitazionale tra due neutroni che distano fra loro d = m. 24) Perché la Terra non cade sul Sole? 25) Perché la Luna non cade sulla terra?
4 26) Calcolare il campo gravitazionale creato da m nei punti A e B e tracciarne i vettori; m = kg; 1 cm 1000 m. m B A 27) Con riferimento all esercizio precedente, se nel punto A viene posto un oggetto di m1 = 100 kg, supponendo che il campo gravitazionale creato da quest ultimo non alteri in maniera rilevante quello preesistente, calcolare il valore della forza gravitazionale che agisce su m1. 28) Calcolare il tempo che impiega un oggetto di massa m = 10 9 kg a creare il proprio campo gravitazionale alla distanza di 1000 m. 29) Calcolare il valore del campo gravitazionale creato da m1 ed m2 nel punto P. m1=m2 = 1,0x10 24 kg, 1cm = m.
5 30) Calcolare il tempo che impiega un oggetto di massa m = 10 9 kg a creare il proprio campo gravitazionale alla distanza di 10 3 m. (2 punti) a. Come cambierebbe questo tempo se la massa fosse di m = kg? b. Come cambierebbe questo tempo se la distanza fosse di 10 4 m? 31) L interazione gravitazionale agisce a distanza? Cosa sai dire in proposito? 32) Quali sono i due aspetti critici della legge di gravitazione universale? Come vengono affrontati? 33) Qual è l opera di Newton nella quale viene esposta la legge di gravitazione e in quale anno è stata pubblicata? 34) Quali leggi unifica la legge di gravitazione?
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