Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 Giugno 2005 scritto A

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1 Firma Triennale Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 Giugno 2005 scritto A Quinquennale Cognome: Nome: Matricola: Pos: 1) Precisare dimensioni e unità di misura del flusso magnetico. Risolvere nel sistema MKSA la seguente equazione dimensionale determinando le dimensioni di Z (B = campo magnetico, E = campo elettrico, v = velocità, V = potenziale, I = corrente): Z = (B v) / (E V I) Dim e unità flusso mag. Dimensioni di Z 2) Quattro elettroni (carica elettroni C) sono posti ai vertici di un rettangolo con lati di 2 m (base) e 4 m (altezza) rispettivamente. Calcolare il campo elettrico nei punti medi dei lati. D C A B

2 E Lato AB E Lato BC E lato CD E Lato DA 3) Si determini quante moli di un gas perfetto sono presenti in un contenitore di 20 cm 3 in cui la temperatura sia di 300 K e la pressione di Pa. Come cambia la pressione se si riscalda il gas a volume costante portandolo a 400 K? Come viene rappresentata la precedente trasformazione sul piano PV? Quale lavoro è necessario per effettuarla? Se il gas è mono-atomico quale è il calore necessario per effettuarla?

3 N Moli Pressione Lavoro Calore 4) Due cilindretti di un materiale ignoto sono collegati in serie e sono attraversati da una corrente di 0,01 A quando si applica ai loro capi la tensione di 1 V. Noto che il primo cilindro e' lungo 1m e con raggio 1mm ed il secondo e' lungo 2m e con raggio 0,5 mm, determinare la resistività del materiale e la potenza dissipata da ogni resistenza

4 Resisrività Potenza R1 Potenza R2 5) Un elettrone con velocità m/s in una camera a nebbia lascia una scia corrispondente ad un raggio di 1 m percorso in senso antiorario. Quale campo magnetico e' presente nella camera? Precisarne modulo direzione e verso in un opportuno sistema di riferimento. Quale è la frequenza di rotazione? (carica elettrone C, massa elettrone kg) B (modulo direzione verso) Frequenza di rotazione

5 Firma Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 giugno 2005 scritto A Cognome: Nome: Matricola: Pos: Domande di teoria: 6) Spiegare, sulla base della legge di Gay Lussac, l esistenza di uno zero assoluto per la Temperatura, ovvero l impossibilità di avere valori negativi per la temperatura se essa è espressa in gradi kelvin. Enunciare la legge dei gas perfetti e dire cosa si intende per gas perfetto. Spiegare (con dimostrazione) come la legge dei gas perfetti possa venire giustificata sulla base del moto caotico delle molecole (teoria cinetica).

6 7) Si enunci la legge di Ohm. Si esprima la resistenza in funzione della resistività della lunghezza e della sezione. Si esprimano le dimensioni della resistenza nel sistema MKSA. Qual è, generalmente, l effetto della temperatura sulla resistenza elettrica? Si esprimano e si dimostrino le relazioni che consentono di determinare la resistenza equivalente di n resistenze in serie e di n resistenze in parallelo.

7 Firma Triennale Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 Giugno 2005 scritto B Quinquennale Cognome: Nome: Matricola: Pos: 1) Precisare dimensioni e unità di misura del flusso magnetico. Risolvere nel sistema MKSA la seguente equazione dimensionale determinando le dimensioni di Z (B = campo magnetico, E = campo elettrico, v = velocità, V = potenziale, I = corrente): Z = (V E 2 ) / (B I v) Dim e unità flusso mag. Dimensioni di Z 2) Quattro elettroni (carica elettroni C) sono posti ai vertici di un rettangolo con lati di 1 m (base) e 2 m (altezza) rispettivamente. Calcolare il campo elettrico nei punti medi dei lati. D C A B B

8 E Lato AB E Lato BC E lato CD E Lato DA 3) Si determini quante moli di un gas perfetto sono presenti in un contenitore di 30 cm 3 in cui la temperatura sia di 310 K e la pressione di Pa. Come cambia la pressione se si riscalda il gas a volume costante portandolo a 400 K? Come viene rappresentata la precedente trasformazione sul piano PV? Quale lavoro è necessario per effettuarla? Se il gas è mono-atomico quale è il calore necessario per effettuarla? N Moli Pressione Lavoro Calore

9 4) Due cilindretti di un materiale ignoto sono collegati in serie e sono attraversati da una corrente di 0,02 A quando si applica ai loro capi la tensione di 4 V. Noto che il primo cilindro e' lungo 1m e con raggio 1mm ed il secondo e' lungo 1 m e con raggio 0,5 mm, determinare la resistività del materiale e la potenza dissipata da ogni resistenza Resisrività Potenza R1 Potenza R2

10 5) Un elettrone con velocità m/s in una camera a nebbia lascia una scia corrispondente ad un raggio di 1 mm percorso in senso antiorario. Quale campo magnetico e' presente nella camera? Precisarne modulo direzione e verso in un opportuno sistema di riferimento. Quale è la frequenza di rotazione? (carica elettrone C, massa elettrone kg) B (modulo direzione verso) Frequenza di rotazione

11 Firma Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 giugno 2005 scritto B Cognome: Nome: Matricola: Pos: Domande di teoria: 6) Enunciare la legge di Coulomb, definire il campo elettrico, l energia potenziale ed il potenziale. Cosa sono le linee di forze e quelle equipotenziali? Disegnare le linee di forza del campo elettrico prodotto da un dipolo.

12 7) Si mostrino vari metodi con cui si può far variare il flusso del campo magnetico attraverso una spira e si discutano i vari casi mediante la legge di Faraday - Neumann - Lentz.

13 Firma Triennale Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 Giugno 2005 scritto C Quinquennale Cognome: Nome: Matricola: Pos: 1) Precisare dimensioni e unità di misura del flusso magnetico. Risolvere nel sistema MKSA la seguente equazione dimensionale determinando le dimensioni di Z (B = campo magnetico, E = campo elettrico, v = velocità, V = potenziale, I = corrente): Z = (E 2 B 2 ) / (I 2 v) Dim e unità flusso mag. Dimensioni di Z 2) Quattro elettroni (carica elettroni C) sono posti ai vertici di un rettangolo con lati di 2 m (base) e 1 m (altezza) rispettivamente. Calcolare il campo elettrico nei punti medi dei lati. D C A B

14 E Lato AB E Lato BC E lato CD E Lato DA 3) Si determini quante moli di un gas perfetto sono presenti in un contenitore di 40 cm 3 in cui la temperatura sia di 290 K e la pressione di Pa. Come cambia la pressione se si riscalda il gas a volume costante portandolo a 420 K? Come viene rappresentata la precedente trasformazione sul piano PV? Quale lavoro è necessario per effettuarla? Se il gas è mono-atomico quale è il calore necessario per effettuarla? N Moli Pressione Lavoro Calore

15 4) Due cilindretti di un materiale ignoto sono collegati in serie e sono attraversati da una corrente di 0,03 A quando si applica ai loro capi la tensione di 3 V. Noto che il primo cilindro e' lungo 1m e con raggio 1 mm ed il secondo e' lungo 2m e con raggio 0,5 mm, determinare la resistività del materiale e la potenza dissipata da ogni resistenza Resisrività Potenza R1 Potenza R2

16 5) Un elettrone con velocità m/s in una camera a nebbia lascia una scia corrispondente ad un raggio di 1.1 m percorso in senso antiorario. Quale campo magnetico e' presente nella camera? Precisarne modulo direzione e verso in un opportuno sistema di riferimento. Quale è la frequenza di rotazione? (carica elettrone C, massa elettrone kg) B (modulo direzione verso) Frequenza di rotazione

17 Firma Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 giugno 2005 scritto C Cognome: Nome: Matricola: Pos: Domande di teoria: 6) Enunciare e spiegare il primo principio della termodinamica; descrivere le trasformazioni più semplici (isobara, isocora, adiabatica e isoterma) evidenziandole nel piano di Clapeyron e mostrando cosa si può dire del calore scambiato, del lavoro compiuto e della variazione di energia interna. Discutere in modo analogo le trasformazioni cicliche.

18 7) Descrivere le proprietà dei materiali diamagnetici, paramagnetici e ferromagnetici in presenza di un campo magnetico. Formulare il concetto di isteresi e spiegare cos è il ciclo di isteresi.

19 Firma Triennale Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 Giugno 2005 scritto D Quinquennale Cognome: Nome: Matricola: Pos: 1) Precisare dimensioni e unità di misura del flusso magnetico. Risolvere nel sistema MKSA la seguente equazione dimensionale determinando le dimensioni di Z (B = campo magnetico, E = campo elettrico, v = velocità, V = potenziale, I = corrente): Z = (V 2 v ) / (E B I) Dim e unità flusso mag. Dimensioni di Z 2) Quattro elettroni (carica elettroni C) sono posti ai vertici di un rettangolo con lati di 4 m (base) e 2 m (altezza) rispettivamente. Calcolare il campo elettrico nei punti medi dei lati. D C A B

20 E Lato AB E Lato BC E lato CD E Lato DA 3) Si determini quante moli di un gas perfetto sono presenti in un contenitore di 10 cm 3 in cui la temperatura sia di 300 K e la pressione di Pa. Come cambia la pressione se si riscalda il gas a volume costante portandolo a 500 K? Come viene rappresentata la precedente trasformazione sul piano PV? Quale lavoro è necessario per effettuarla? Se il gas è mono-atomico quale è il calore necessario per effettuarla? N Moli Pressione Lavoro Calore

21 4) Due cilindretti di un materiale ignoto sono collegati in serie e sono attraversati da una corrente di 0,04 A quando si applica ai loro capi la tensione di 4 V. Noto che il primo cilindro e' lungo 1m e con raggio 1mm ed il secondo e' lungo 3 m e con raggio 0,5 mm, determinare la resistività del materiale e la potenza dissipata da ogni resistenza Resisrività Potenza R1 Potenza R2

22 5) Un elettrone con velocità m/s in una camera a nebbia lascia una scia corrispondente ad un raggio di 1 m percorso in senso antiorario. Quale campo magnetico e' presente nella camera? Precisarne modulo direzione e verso in un opportuno sistema di riferimento. Quale è la frequenza di rotazione? (carica elettrone C, massa elettrone kg) B (modulo direzione verso) Frequenza di rotazione

23 Firma Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 giugno 2005 scritto D Cognome: Nome: Matricola: Pos: Domande di teoria: 6) Enunciare il secondo principio della termodinamica utilizzando possibilmente più formulazioni alternative e spiegare il suo significato fisico evidenziando quali conseguenze esso comporta. Spiegare cos'è una macchina termica e definire il concetto di rendimento. Come si calcola il rendimento di una macchina termica reversibile che lavori tra le temperature T1 e T2? Cosa si può dire di una macchina reale che lavori tra le stesse temperature?

24 7) Descrivere i fenomeni magnetici considerando sia il magnetismo prodotto dai magneti naturali o dai corpi magnetizzati sia quello prodotto dalle correnti. Enunciare la forza di Lorentz. A quale forza è soggetto un conduttore di lunghezza l percorso da una corrente i in un campo magnetico costante B?

25 Firma Triennale Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 Giugno 2005 Quinquennale Cognome: Nome: Matricola: Pos: 1) Precisare dimensioni e unità di misura del flusso magnetico. Risolvere nel sistema MKSA la seguente equazione dimensionale determinando le dimensioni di Z (B = campo magnetico, E = campo elettrico, v = velocità, V = potenziale, I = corrente): Z = (B v) / (E V I) Dim e unità flusso mag. Dimensioni di Z 2) Quattro elettroni (carica elettroni C) sono posti ai vertici di un rettangolo con lato di 2 m (base) e 4 m (altezza) rispettivamente. Calcolare il campo elettrico nei punti medi dei lati. D C A B

26 E Lato AB E Lato BC E lato CD E Lato DA 3) Si determini quante moli di un gas perfetto sono presenti in un contenitore di 20 cm 3 in cui la temperatura sia di 300 K e la pressione di Pa. Come cambia la pressione se si riscalda il gas a volume costante portandolo a 400 K? Come viene rappresentata la precedente trasformazione sul piano PV? Quale lavoro è necessario per effettuarla? Se il gas è mono-atomico quale è il calore necessario per effettuarla?

27 N Moli Pressione Lavoro Calore 4) Un corpo di massa m = 23 kg cade da una altezza di 2 m su una molla di costante elastica K=10 5 N/m. Sapendo che la lunghezza a riposo della molla è di 20 cm calcolare: a) la compressione massima della molla b) l energia cinetica della massa quando sta per toccare la molla 2 m Compressione molla Energia cinetica

28 5) Un elettrone con velocità m/s in una camera a nebbia lascia una scia corrispondente ad un raggio di 1 m percorso in senso antiorario. Quale campo magnetico e' presente nella camera? Precisarne modulo direzione e verso in un opportuno sistema di riferimento. Quale è la frequenza di rotazione? (carica elettrone C, massa elettrone kg) B (modulo direzione verso) Frequenza di rotazione

29 Firma Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 giugno 2005 scritto A Cognome: Nome: Matricola: Pos: Domande di teoria: 6) Spiegare, sulla base della legge di Gay Lussac, l esistenza di uno zero assoluto per la Temperatura, ovvero l impossibilità di avere valori negativi per la temperatura se essa è espressa in gradi kelvin.enunciare la legge dei gas perfetti e dire cosa si intende per gas perfetto. Spiegare (con dimostrazione) come la legge dei gas perfetti possa venire giustificata sulla base del moto caotico delle molecole (teoria cinetica).

30 7) Si enuncino le tre leggi di Newton. Si ricavino le equazioni orarie per la posizione e per la velocità del moto rettilineo uniforme e uniformemente accelerato (Nota: si chiede di usare il calcolo integrale per ricavare le equazioni, non solo di esprimere solo le equazioni). Nell ipotesi di un moto con equazione oraria x = 3t 4 + 2t calcolare la velocità e l accelerazione in funzione del tempo.