Esercitazioni di fisica dinamica

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1 Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Biologiche Esercitazioni di fisica dinamica Luca Brombal luca.brombal@phd.units.it 26/10/2017

2 #1 Si Muove? Una cassa, di massa m=25 kg, viene spinta su un pavimento orizzontale con una forza orizzontale F=150 N. Dato il coefficiente di attrito dinamico tra cassa e pavimento µ d =0.5, determinare: a) l accelerazione impressa alla cassa b) Si immagini ora di spingere la cassa quand è ferma, dato un coefficiente di attrito statico µ s =0.8. La forza F è sufficiente per far muovere la cassa?

3 #2 Il blocco di petra Un blocco di pietra di massa m=250 kg è appoggiato su di un piano inclinato che forma un angolo θ= 60 con l orizzontale e tenuto fermo da una fune di massa trascurabile ancorata ad una parete verticale. a) Quale sarà la tensione della fune? b) Qualitativamente dire se, in presenza di attrito tra il blocco e il piano inclinato, la tensione sarà maggiore, minore o uguale al caso precedente. c) Quantitativamente determinare la tensione della fune se il coefficiente di attrito statico è µ s =0,40 Fonte: -Wilson, William C., Christopher M. Grande Christopher M. Grande, and David B. Hoyt. Trauma, Volume 1: Emergency Resuscitation, Perioperative Anesthesia, Surgical Management. Informa Healthcare, 2007

4 #3 L aeroplano Un aeroplanino giocattolo di massa m=0,075 kg viene legato al soffitto con una cordicella. Quando viene acceso il motore l aeroplanino si muove con una velocità scalare costante v=1,21 m/s su una traiettoria orizzontale di forma circolare di raggio R= 0,44m. Calcolare: a) L angolo θ che la corda forma con la verticale. b) La tensione della corda

5 #4 Le due masse (prova di esame, sessione invernale 28/02/2016) Due blocchi, di massa m 1 = 4.8 kg ed m 2 = 2.2 kg, sono posti su un piano orizzontale liscio a contatto tra di loro e sottoposti ad una forza orizzontale di intensità F = 24 N. Trovare l intensità della forza di contatto F c tra i due blocchi se: a) F è applicata al blocco di massa m 1 come in Figura a) b) F è applicata al blocco di massa m 2 come in Figura b)

6 #5 La goccia (prova di esame, sessione invernale 28/02/2016) Due gocce d acqua stanno adendo liberamente nell aria ad 1 atm e 20 C. In queste condizioni l aria ha viscosità η=1, decapoise. a) La prima goccia d acqua ha diametro d= 40µm. Il diametro D è tale per cui il flusso d aria attorno alla goccia può essere considerato laminare. Determinare la velocità limite della prima goccia. b) La seconda goccia d acqua ha diametro D= 100µm. In questo caso, il diametro D è tale per cui il flusso d aria attorno alla goccia non può essere considerato laminare. Misurando la velocità limite di questa seconda goccia si ottiene v* L =0,15 m/s. Si determini il rapporto tra il valore misurato v* L e il valore v L che si otterrebbe assumendo laminare il flusso d aria attorno alla goccia.

7 #6 V.E.S. alta La velocità di sedimentazione degli eritrociti (v.e.s.) è un indice infiammatorio. Per un individiuo di 20 anni si considera la v.e.s. normale se v s <20 mm/h mentre valori certamente anormali sono v s >100 mm/h. a) Se, misurando il tempo di sedimentazione, trovo che in media gli eritrociti si sono spostati di 1,0 cm in 40min ho la ves alta? Se invece hanno percorso 9,0 cm? b) Quanto più grandi sono, in media, gli aggregati di eritrociti nel secondo caso? c) Usando una centrifuga in grado di fornire un accelerazione di 500g di quanto aumenta la velocità di sedimentazione?

8 Soluzioni 1. Si muove? a) 1,1 m/s 2 b) No 2. Il blocco di pietra a) 2, N b) minore c) N 3. L aeroplano: a) b) 0,78 N 4. Le due masse a) 9,0 N b) 15 N 5. La goccia a) 4,8 cm/s b) 50% 6. V.E.S. alta a) 15 mm/h (OK); 135mm/h (non OK) b) Nel secondo caso il raggio degli eritrociti è 3 volte maggiore rispetto al primo caso c) La velocità di sedimentazione aumenta di 500 volte.