Per ripassare gli argomenti di fisica classe 3^ ( e preparare il test d ingresso di settembre)

Transcript

1 Per ripassare gli argomenti di fisica classe 3^ ( e preparare il test d ingresso di settembre) Un corpo viene lasciato cadere da un altezza di 30 m. dal suolo. In che posizione e che velocità possiede dopo un secondo. Segna i risultati nei grafici y-t e v-t. Dal primo grafico leggi ( e segna) quanto tempo impiega per arrivare a terra. 25 m ; -10 m/s ; 2,44 s Un corpo viene lanciato, da terra, verticalmente verso l alto con una velocità iniziale di 34,3 m/s. A che altezza si trova dopo 2 secondi? Che velocità possiede? Segna i risultati nei grafici y-t e v-t. Dal secondo grafico leggi ( e segna) quanto tempo impiega per arrivare al punto più alto; cerca conferma del risultato nel primo grafico. 40 m; 10 m/s; 3 s Due amici Tizio e Caio si sfidano in una gara di auto in cui Tizio parte con 5 minuti di vantaggio. Durante il percorso Tizio viaggia a 72 km/h e Caio a 108 km/h. Trova dopo quanto tempo e a quale distanza dalla linea di partenza Caio raggiunge Tizio Disegna il grafico della legge oraria ( 10 min dopo la partenza dic 9000m ) Un sasso viene lanciato verso l alto a 20 m/s e direzione a 60 rispetto all orizzontale. Trovare: a- la massima quota raggiunta b- la gittata ( 15,3 m ; 35,3 m ) Un sasso viene lanciato in direzione orizzontale dall alto di una torre a 1 m/s. Tocca il suolo dopo 4 s - quanto vale la velocità del sasso (modulo, direzione e verso ) quando arriva al suolo? - quanto è alta la torre? ( 39,21 m/s ; 88,5 ; 78,4 m ) Un proiettile di 20 kg viene lanciato a 140 m/s seguendo una direzione che forma un angolo di 45 con la verticale. a- quale altezza massima raggiunge prima di ricadere? b- quanto tempo impiega a ricadere al suolo? c- a quale distanza arriva il proiettile? ( 500 m ; 20,2 s ; 2,0 km ) Un bombardiere che vola orizzontalmente a 2000 m di quota a 350 km/h vuole colpire un obiettivo al suolo. A quale distanza dall obiettivo, misurata orizzontalmente, deve sganciare la bomba? ( 1963 m ) Un proiettile viene sparato in direzione orizzontale a 2 m di quota rispetto al suolo. Se esso tocca il suolo a una distanza orizzontale di 40 m rispetto alla posizione di partenza, qual è il modulo della velocità iniziale? ( 63 m/s ) Un punto materiale si muove di moto circolare uniforme in senso orario. Percorre un arco AB di 3 radianti in 3 secondi. Rappresenta l arco AB percorso; trova l angolo corrispondente espresso in gradi, primi e secondi. Trova periodo e frequenza del moto. Se il raggio misura 2 metri trova e rappresenta la velocità tangenziale in A e in B; trova e rappresenta l accelerazione centripeta in A e in B. Rappresenta la situazione in tridimensionale riportando anche il vettore ω ,28s 0,16 Hz 2m/s 2m/s 2 Un punto materiale si muove di moto circolare uniformemente accelerato in senso antiorario partendo, da fermo, da un punto A e percorre un arco AB di 3 radianti in 3 secondi. Raggio 3 m Trova l accelerazione angolare α. Trova la velocità angolare dopo 1 secondo e dopo 2secondi. Trova la velocità lineare dopo 1 secondo e dopo 2 secondi e rappresentale nel piano di rotazione. In tridimensionale rappresenta i vettori ω 1 ω 2 α (usa eventualmente colori diversi per differenziarli) In quale istante si raggiunge una velocità lineare doppia di quella posseduta in B? 0,667 rad/s 2 0,667 rad/s 1,34 rad/s 1,34 m/s 2,68 m/s 6 s

2 Un corpo si muove di moto armonico tra i punti A e B con ampiezza di 4 m e pulsazione di 4 rad/s. B O A Trova posizione, velocità e accelerazione dopo 2 secondi. Rappresenta tutti i vettori trovati. Quanto valgono velocità e accelerazione nei punti in cui il moto raggiunge la massima ampiezza? A che istante raggiunge per la prima volta la posizione di 3 metri? Se al tempo t=0 il corpo, anziché trovarsi in A si trova in O, come cambia l espressione della legge oraria? Se il corpo che sta oscillando ha massa di 4kg ed è attaccato a una molla, quanto valgono il periodo di oscillazione e la costante di elasticità della molla? -0,58 m; -15,8 m/s ; 9,28 m/s 2 ; 0 ; 64 m/s 2 ; 0,18 s ; x= - senωt ; 64 N/m ; 1,6 s Un oggetto oscilla di moto armonico semplice con un periodo T. In un tempo 3T/2 l oggetto percorre una distanza totale di 12D. Qual è l ampiezza del moto in funzione di D? 2D Un corpo si sta muovendo con velocità di 2,0 m/s. Ad un certo istante ad esso viene applicata una forza costante di 5 N e diretta perpendicolarmente alla velocità iniziale.. Si osserva che dopo 3 s la velocità del corpo è diretta ad un angolo di 25 rispetto alla velocità iniziale. Trovare: a- il modulo della velocità finale b- la massa del corpo ( 2,2 m/s ; 6,5 kg) Ad un corpo di massa 2kg, inizialmente inquiete, viene applicata una forza costante F1 di modulo 5 N e dopo 4 s un ulteriore forza costante F2 di modulo 8 N e diretta perpendicolarmente alla precedente.. a- quanto vale il modulo della velocità del corpo dopo 7 s dall istante dell applicazione della prima forza? b- quali sono la sua direzione e il suo verso rispetto alla direzione della prima forza ( 21,2 m/s ; 34 ) Un auto di massa 1200 kg sta percorrendo una curva di raggio 300 m lungo una strada orizzontale. Se la massima forza che,l attrito può esercitare sui cerchioni delle ruote è 1000 N, con quale massima velocità l auto può percorrere la curva? ( 16 m/s) Se un corpo attaccato all estremo di una fune si muove di moto circolare uniforme su un piano orizzontale con velocità di 5 m/s e la tensione della fune vale 4 volte il peso del corpo, quanto vale il raggio della circonferenza? ( 0,64 m) Un sasso legato all estremo di una fune lunga 50 cm si sta muovendo lungo un arco di circonferenza in un piano verticale. SE nel punto più basso della traiettoria la tensione della fune vale 3 volte il peso del sasso, quanto vale la velocità in questo punto? ( 3,1 m/s) m1 I due capi di una fune inestensibile che passa lungo una carrucola sono connessi a un blocco di massa m1= 4kg che poggia sul tavolo e a un blocco di massa m2 = 2 kg come in figura. Trascurando ogni forma di attrito si trovino il modulo dell accelerazione e m2 la tensione della fune. Si risponda allo stesso quesito in presenza di attrito con coefficiente di attrito dinamico pari a 0,25 ( 3,27 m/s 2, 13,1 N ; 1,64 m/s 2, 16,4 N )) Su un tavolo, in condizioni di attrito trascurabile, un trenino di legno costituito da due vagoncini di massa m 1 =1hg e m 2 =2m 1, collegati da una fune inestensibile, fengono trascinati da una forza di modulo 0,9 N applicata alla massa m 2. Trovare l accelerazione con cui si muove il trenino e la tensione della fune. ( 3 m/s 2 ; 0,3 N )

3 Una cassa di massa 30 kg viene calata con un accelerazione di 2 m/s 2 usando una fune. Trovare la massima tensione che può essere sopportata dalla fune se l accelerazione con cui viene calata la cassa è la minima per evitare che la fune si spezzi. ( 234 N ) Un blocco di 5 kg è appoggiato su una superficie piana orizzontale. Al blocco, per 10 secondi, viene applicata una forza di 1,2 N. Il blocco accelera uniformemente e, alla fine dei 10 secondi, raggiunge una velocità di 40 cm/s. Qual è stata la forza d attrito, supposta costante, tra blocco e superficie? ( 1 N ) Se un auto di 800 kg partendo da ferma raggiunge in 16,5 s la velocità di 30 km/h, quale sarà la forza ad essa applicata?( 404 N ) Una forza di 10 N diretta verso l alto è applicata a un corpo di 500 g in quiete sulla superficie della Terra. Il corpo si muove verso l alto? Con quale tipo di moto? ( sì ; a = 10,2 m / s 2 ) Un trattore traina con una forza di 440 N un vagoncino carico. Se la massa complessiva del vagoncino e del suo carico è 275 kg, qual è l accelerazione del vagoncino stimando una forza d attrito di 140 N? Supponendo che la forza applicata dal trattore al vagoncino resti costante, quanto spazio percorre il vagoncino in 4 s, se parte da fermo? ( 1,60 m / s 2 ; 8,72 m ) Un uomo sta spingendo orizzontalmente una cassa di 25 kg lungo il pavimento con velocità costante. Il coefficiente di attrito tra la cassa e il pavimento vale 0,30. Quanto lavoro compie l uomo per uno spostamento di 2 m ( 147 J ) Un uomo spinge una massa di 40 kg, inizialmente in quiete, lungo un pavimento orizzontale applicandole una forza di modulo 110 N in direzione orizzontale. La forza d attrito ha modulo 50 N. Trovare: a- l accelerazione del corpo b- lo spostamento del corpo dopo 2 s dalla partenza c- la velocità del corpo dopo 2 s dalla partenza d- il lavoro fatto dall uomo in 2 s e l energia cinetica acquistata dal corpo dopo 2 s f- il lavoro fatto contro la forza d attrito in 2 s ( 1,5 m/s 2 ; 3 m ; 3 m/s ; 330 J ; 180 J ; 150 J ) Una forza costante di 1 N agisce su un corpo che si sposta di 1 m lungo una certa direzione. A seguito di tale spostamento l energia cinetica del corpo diminuisce da 3 J a 2 J. quanto vale il lavoro compiuto dalla forza? quali sono la direzione e il verso della forza relativi allo spostamento? -1 J ; parallela e opposta allo spostamento) Un corpo di 3 kg è poggiato su un pendio e vi scivola con attrito trascurabile. La lunghezza del pendio è 3 m e la differenza di quota tra le due estremità del pendio è di 150 m. quanto lavoro ha fatto la forza di gravità durante la discesa? con quale velocità il corpo arriva in fondo se parte da fermo dall inizio del pendio? quanto vale la componente della forza peso lungo il pendio? ( 44,1 J ; 5,4 m/s ; 14,7 N ) Una gru solleva un carico di 5000 kg alla velocità costante di 0,1 m/s. se si potessero trascurare gli attriti, cosa se ne dedurrebbe per il valore della potenza del motore quanto vale la forza d attrito, sapendo che nella realtà il motore sviluppa la potenza di 10 kw? ( 4,9 kw ; 5, N Un auto di 1000 kg partendo da ferma raggiunge su una strada orizzontale la velocità di 100 km/h in 2 s. Calcolare: il lavoro compiuto dal motore e la sua potenza ( 386 kj ; 193 kw ) Un auto viaggia a 70 km/h in direzione orizzontale e il suo motore produce una potenza di 40 kw. Quanto vale la forza dovuta agli attriti?( N ) Un auto di 1000 kg sta percorrendo una strada in salita a velocità costante di 70 km/h. Se si è in presenza di una forza d attrito di 2000 N, quanto vale la pendenza della salita sapendo che il motore dell auto, nelle condizioni esposte, fornisce 60 kw di potenza?( 10% ) Un corpo di 4 kg viene lasciato cadere da un altezza di 3 m e arriva al suolo con una velocità di 8,3 m/s. Trovare il lavoro compiuto dalla forza di attrito esercitata dall aria ( 1,3 J )

4 Un corpo di 2 kg si muove lungo l asse x con velocità il cui grafico, in funzione del tempo, è v (m/s) mostrato in figura. 2 Trovare il lavoro della risultante delle forze ad esso applicate negli intervalli di tempo: da t = 0 a t = 1 s da t = 0 a t = 2 sda t = 1 s a t = 3 s ( 3 J ; - 1 J ; 0 ) t(s) Sono dati i due vettori a = 3i + j e b=3i -2j. Calcola in tutti i modi che conosci il prodotto scalare c = a b. Rappresenta anche graficamente Sono dati i due vettori a = 3i + j e b=3i -2j. Calcola in tutti i modi che conosci il prodotto vettoriale c = a b. Rappresenta anche graficamente Un montacarichi è affiancato a un ponteggio. Una pallina cade su di esso da un altezza h di 20 cm. rispetto al ponteggio.se l urto tra la palla e il montacarichi h h è perfettamente elastico, si calcoli l altezza h cui arriva h la palla rispetto al ponteggio, a seguito del rimbalzo, h 2δ h nei casi in cui il montacarichi: a- sia fermo rispetto al ponteggio 2δ b- si muova con velocità costante di 2 m/s verso l alto c-si muova con velocità costante di 2 m/s verso il basso (20 m ; 27,5 m ; 11,3 m ) Una pallina viene lasciata cadere da 1 m di altezza. Quanto vale la sua velocità all arrivo al suolo? Se ad ogni rimbalzo la pallina perde il 10% della sua energia, quale altezza raggiunge dopo il primo rimbalzo? E dopo il secondo? ( 4,4 m/s ; 90 cm ; 81 cm ) Un vagone di massa 2, kg si sta movendo lungo una rotaia rettilinea a 30 km/h. Ad un certo istante si scontra con un altro vagone fermo di massa kg. I due vagoni si agganciano e proseguono insieme. Con quale velocità? ( 16,7 km/h) Una bomba di massa 5 kg scivola lungo un piano orizzontale liscio con velocità di 2 m/s da sud a nord. Ad un certo momento esplode in due frammenti. Il primo ha massa 2kg e parte in direzione est con velocità di 3 m/s. a- qual è in modulo, direzione e verso la velocità dell altro frammento? B si dica di che tipo è il moto del centro di massa e se ne calcoli la velocità ( 3,9 m/s ; 121 ; rettilineo uniforme con la velocità iniziale) Trovare il modulo della velocità di rinculo di un fucile di massa 1 kg quando spara un proiettile di massa 3 g alla velocità di 500 m/s. ( 1,5 m/s) Durante una partita di biliardo la stecca di un giocatore esercita su una palla di 0,2 kg una forza media di 40 N per secondi. Trova il modulo della velocità acquistata dalla palla dopo l urto.( 0,8 m/s )Un fucile spara un proiettile di 25 g che esce alla velocità di 340 m/s e rincula con la velocità di 2 m/s. Trovare la massa del fucile. ( 4,25 kg ) Una matita di 12 g, lasciata cadere su un mucchio di sabbia da un altezza di 1 m, vi penetra fermandosi in 1,5 s. Trovare il modulo della forza, supposta costante, esercitata su di essa dalla sabbia ( 35, N) Un auto di 800 kg che viaggia su una strada orizzontale a 80 km/h urta contro un auto di 900 kg ferma. v Ipotizzando il sistema delle due auto come isolato:a- con quale velocità ( modulo, 1 direzione,verso) si muove il centro 30 v 1

5 di massa delle due auto immediatamente dopo l urto? b- se, immediatamente dopo l urto, la prima auto procede a 60 km/h a 30 rispetto alla velocità iniziale, qual è, in modulo, direzione e verso, la velocità della seconda auto? ( 37,6 km/h, direzione e verso di v 1 ; 36,5 km/h a 47 rispetto a v 1 ) Una moto, di massa 300 kg, accelera da 50 km/h a 100 km/h in 2 s. Trovare il modulo della variazione della quantità di moto e quello della risultante delle forze agenti sulla moto mentre accelera. ( 4167 kg m/s ; 2080 N ) Un auto di media cilindrata e massa 1200 kg triplica la sua velocità in 5 s. Se la velocità finale è 30 m/s trova: - l impulso della forza e l intensità della forza media che ha prodotto tale accelerazione -la distanza percorsa dall auto durante la fase di accelerazione -il lavoro compiuto da tale forza 2,4x10 4 Ns 4,8 x 10 3 N 100 m 4,8 x 10 5 J E dato un sistema di particelle : 1 particella : m= 3 kg : posizione ( 1 m, 2 m ) velocità (4 m/s ; 0) 2 particella : m= 2 kg : posizione ( 3 m, 4 m ) velocità (0; 4 m/s) 3 particella : m= 5 kg : posizione ( 5 m, 3 m ) velocità ( - 3 m/s ; 0) Trova il centro di massa; rappresenta e calcola la quantità di moto del sistema ( 3,4 m, 2,9 m ) 8,54 kg m/s Nord 21 ovest Un giocatore di rugby di 100 kg che corre verso sud a 2,5 m/s viene placcato da un altro giocatore di 90 kg in corsa verso est a 3 m/s. Se l urto è completamente anelastico, calcola la quantità di moto e la velocità dei due giocatori ( modulo, direzione e verso) dopo il placcaggio 368 N s Sud 47 est 1,9 m/s UN proiettile di 3,5 g che viaggia a 250 m/s colpisce perpendicolarmente una tavola leggera inizialmente ferma appesa a un sostegno a distanza 60 cm dal punto di sospensione. Dopo aver attraversato la tavola la velocità del proiettile è 150 m/s. Se il momento di inerzia della tavola è 0, kg m 2 qual è la sua velocità angolare appena dopo che è stata attraversata dal proiettile? 764 d/s Una sferetta di massa 100 g è appesa a un filo inestensibile di massa trascurabile e lunghezza 1,25 m. La sferetta viene messa in oscillazione con una velocità iniziale orizzontale di modulo v 0 mediante una forza impulsiva orizzontale.trova l impulso di tale forza affinchè l angolo massimo che il filo formi con la verticale sia 30 0,18 Ns Si trovi l accelerazione di gravità sulla superficie di Giove sapendo che la massa di Giove è pari a 1, kg e il raggio medio di Giove vale m. 25,8 m/s 2 Un satellite orbita attorno alla Terra compiendo un giro completo in 2 ore. A che distanza si trova dalla superficie terrestre? (cerca altri dati che ti possono essere utili nelle tabelle del libro) [1730 km