Ripassare secondo programma utilizzando il testo ed eseguire i seguenti esercizi

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1 COMPITI DELLE VACANZE PER IL RECUPERO DEL DEBITO a.s. 2015/2016 FISICA CLASSE 3B lssa Ripassare secondo programma utilizzando il testo ed eseguire i seguenti esercizi Buone vacanze e buon lavoro! Prof. L. Gariboldi CINEMATICA 1) Il guidatore di un treno che viaggia a 180km/h vede davanti a sé le luci di coda di un altro treno e aziona i freni. Decidi se avviene lo scontro e,se avviene,calcola la velocità con cui il treno fermo è investito. Il treno fermo quando viene visto è a 300m dal primo, il tempo di reazione del macchinista è 0,5 s e la decelerazione è 4,5m/s 2. 2) Un proiettile viene sparato con una velocità iniziale di 80 m/s e un inclinazione di 40. Calcola: a)l altezza massima raggiunta b) il tempo di volo c) il punto in cui tocca terra il proiettile d) la velocità finale specificando modulo direzione e verso 3) Una barca a vela ha come coordinate iniziali x=100m y=200m; dopo 2min essa ha coordinate x=120m e y=210m. Calcola modulo direzione e verso della velocità media in questo intervallo di tempo 4) Un auto che viaggia con v=20 m/s attraversa un incrocio nell istante t=0; 54 s più tardi una seconda auto attraversa lo stesso incrocio viaggiando nella stessa direzione e nello stesso verso con v=30 m/s. Si calcoli quando la seconda auto raggiungerà la prima e quanta strada hanno percorso. 5)Un autista, mentre viaggia a 108 km/h, si accorge della presenza di un cane a 160 m. Se I riflessi nervosi consentono all autista di iniziare la frenata con un ritardo di 0,2 s, calcolare lo spazio percorso sapendo che l automobile si ferma dopo 10 s dall inizio della frenata,nell ipotesi che il moto durante la frenata sia uniformemente ritardato. Farà in tempo l autista ad evitare il cane? 6)Un proiettile viene sparato con velocità iniziale di 480 Km/h e un inclinazione di 50 rispetto all orizzontale. Determina: a)l altezza massima raggiunta b) il tempo di volo c) il punto in cui tocca terra il proiettile d) la velocità finale specificando modulo direzione e verso

2 7)Le coordinate della posizione di una particella sono x=2m e y=3m a t=0e x=6m e y=7m per t=2s. Si trovi modulo direzione e verso della v media 8)Due veicoli partono contemporaneamente da due città distanti 50 Km venendosi incontro. Dopo quanto tempo si incontrano? (v1=20 m/s, v2=30m/s) e in quale posizione? 9) Una persona lancia da una finestra del quarto piano una palla verso l alto con una velocità di 16 m/s. Sapendo che la finestra dista dal suolo 20m, calcolare: -l altezza massima raggiunta dalla palla -la velocità della palla quando raggiunge il suolo -il tempo totale impiegato dalla palla per arrivare al suolo 10)Un concerto per violino viene trasmesso alla radio. Due persone seguono il concerto, il primo in sala, a 30 m dal violinista, il secondo alla radio a 8000 km di distanza. A che distanza dalla radio è seduto il secondo ascoltatore perchè i due odanosimultaneamente un accordo? (la velocità delle onde radio è 3*10 8 m/s e quella del suono è di 344 m/s) 11) Una palla viene lanciata con v=50m/s con un inclinazione di 37 rispetto all asse x da una rupe che sovrasta di 55m la pianura sottostante. Calcola: a) Il tempo impiegato a raggiungere il punto più alto b) l altezza raggiunta rispetto alla quota di partenza. c) Il tempo totale in cui resta in aria la palla d) La distanza orizzontale percorsa 12)Nell atomo di idrogeno un elettrone ruota attorno a un protone descrivendo un orbita circolare di raggio 5,28*10-11 con velocità v=2,18*10 6 m/s.qual è l accelerazione centripeta cui è sottoposto l elettrone? Quanti giri compie in 1/10 di secondo? 13) Quanti giri al minuto deve fare una centrifuga per produrre un accelerazione di 31g su una persona posta a 5 m dal centro? 14)Se un punto materiale si muove di moto circolare uniforme su una circonferenza di r=5cm, percorrendola 15 volte al minuto, qual è la legge del moto armonico della sua proiezione sull asse orizzontale?quanto vale la sua velocità massima? 15)La prua di un cacciatorpediniere in alto mare è soggetta a moto armonico semplice con T=8s e A=2m. Scrivi la legge oraria.qual è la velocità massima? Qual è la sua accelerazione massima? LAVORO ED ENERGIA

3 1) Un auto di massa 800 kg sta viaggiando con v=72 km/h quando il guidatore aziona i freni: se il coefficiente d attrito è pari a 0,3 qual è il lavoro compiuto dall auto per fermarsi? Quale distanza percorrerà prima di fermarsi? 2) Una sferetta di massa 10 g viene pressata con un fermo contro una molla di costante elastica k=300n/m che resta in tal modo compressa di x=3 cm. Qual è la velocità della sferetta quando abbandona la molla.? A che altezza sale su un piano inclinato posto di fronte alla molla? 3) Un ascensore impiega un tempo t=40 s per raggiungere il sesto piano di uno stabile, posto a h=20 m dal suolo. Se l ascensore ha una m=400 kg e può trasportare un carico massimo di 450 kg, qual è la potenza del motore? 4) Un corpo di massa 5 kg cade da un altezza di 50m.Qual è la sua velocità a 35m dal suolo? A che altezza l energia cinetica è doppia di quella potenziale calcolata rispetto al suolo? 5)Un corpo esegue uno spostamento di 8 m sotto l azione di una forza che varia secondo il grafico riportato in figura. Determinare il lavoro eseguito dalla forza durante questo spostamento 6)Un carrello di massa 4 kg si muove con v=16 m/s. Una forza costante F inclinata di 30 rispetto all orizzontale lo spinge per 5m.La velocità finale del carrello è 20 m/s.quanto vale la F? 7) Un oggetto di m=2 kg arriva a terra con energia cinetica 400 J. Calcola: l'altezza da cui è caduto, l'energia potenziale e l'energia cinetica ad una quota di 5 m 8)Con una pompa si devono portare 500 l d acqua al minuto ad un altezza di 10 m. Calcola il lavoro che la pompa compie in un ora e la potenza necessaria 9)Un blocco di 2 kg è spinto contro una molla con K=500N/m accorciandola di 20 cm. Esso viene poi lasciato andare e la molla lo spinge lungo una superficie orizzontale priva d attrito e poi su per un piano inclinato di 45.Qual è la velocità del blocco quando abbandona la molla.? A che altezza sale sul piano inclinato? URTI E QUANTITA DI MOTO 1) Un auto di 2000 kg che procede verso est a 90 km/h si scontra ad un incrocio con un altra auto di 1000 kg che procede verso nord a 60 km/h. Dopo l urto le due auto restano incastrate. Si trovi modulo direzione e verso della velocità del rottame 2) Un proiettile di 12g è sparato con v=320m/s nella massa di un pendolo che vale 990g. Qual è la massima quota che la massa del pendolo raggiunge dopo l urto?

4 3)Un vagone di 25000kg è fermo su una collina.allentati I freni il vagone scende a fondo valle per un altezza di 9m. Lì esso urta un vagone di 12000kg fermo: I due vagoni agganciati risalgono su dalla parte opposta fino ad una quota h. Si trovi h 4)Individua il centro di massa di 4 particelle di massa 10g,20g,30g,40g poste nei vertici di un quadrato di lato 20 cm 5) Due blocchi di massa 1kg e 3kg collegati da una molla, sono in quiete su un piano orizzontale senza attrito. Se ai due blocchi vengono impresse due velocità in modo da far muovere il primo a 1,7 m/s verso il centro di massa che resta fermo, qual è la velocità del secondo? 6) Un auto A di 2000 kg si muove verso est con v1=30 m/s mentre un auto B di 2500 kg si muove verso ovest con v2=20 m/s. Si trovi la quantità di moto del sistema e la velocità del centro di massa 7) Un vaso esplode da fermo, rompendosi in tre pezzi. Due pezzi di ugual massa volano in direzioni perpendicolari con la stessa v=30m/s. Il terzo pezzo ha 3 volte la massa degli altri due. Qual è la direzione e il modulo della sua velocità immediatamente dopo l esplosione 8) Un proiettile di 20 g viene sparato in un pendolo balistico di 2 kg. Quando la massa raggiunge la massima quota, i fili di sospensione formano un angolo di 45 con la verticale. La lunghezza del pendolo è 2 m. Determinare la v con cui é stato sparato il proiettile 9) Un corpo di 2kg si muove a 6m/s e urta un corpo di 4kg inizialmente fermo.dopo l urto il corpo di 2kg torna indietro con v=2m/s.si trovi la velocità del corpo di 4kg dopo l urto. Si trovi l energia cinetica perduta nell urto CINEMATICA E DINAMICA ROTAZIONALE 1) Il volano di una macchina a vapore ruota con velocità angolare costante di150 giri/min. Quando cessa il getto di vapore, l attrito dei cuscinetti e dell aria fermano il volano in 2,2 h. a) Qual è l accelerazione angolare media del volano? b) Quanti giri compie il volano prima di fermarsi? c) Qual è l accelerazione tangenziale di una particella posta a 50 cm dall asse di rotazione quando il volano sta ruotando a 75 giri/min? d) Qual è il modulo dell accelerazione totale della particella? 2) Un disco di grammofono di massa 0,1kg e raggio 0,1m gira attorno ad un asse centrale verticale alla velocità angolare di 4,7rad/s. I rispetto all asse di rotazione vale 5*10-4 kg*m2.un pezzetto di stucco di massa 0,02kg cade dall alto verticalmente sul disco e si appiccica al suo bordo. Qual è la ω del disco dopo che lo stucco si è attaccato? 3) Un ciclista si muove con velocità costante di 10 m/s rispetto alla strada. Le ruote della sua bicicletta hanno un raggio di 0,5 m. Determina la loro frequenza di rotazione, la velocità angolare di un punto del bordo della ruota e la sua accelerazione centripeta.

5 4) Due sfere solide omogenee, inizialmente a riposo, hanno uguale massa di 1,65 kg, ma raggi differenti :la prima di 0,226m,l altra di 0,854m.per ciascuna delle due sfere si trovi : a)il momento da applicare rispetto ad un asse passante per il suo centro di massa per portare la sfera ad una velocità angolare di 317 rad/s in 15,5s e b) la forza da applicare tangenzialmente all equatore per fornire il momento necessario calcolato in a) 5)Un giradischi che ruota a 33,3giri/min viene spento. Esso frena con un accelerazione angolare costantee si ferma dopo1,5 min. Si trovi: a)l accelerazione angolare b) la velocità angolare dopo 45 s c)il numero di giri per fermarsi d)l accelerazione tangenziale di un punto del bordo se il disco ha un diametro di 40 cm 6)Due dischi, montati su uno stesso asse munito di cuscinetti a basso attrito, possono essere avvicinati fino ad accopiarsi e ruotare come un solo corpo. Il primo disco con I= 3,3 kg*m2 gira a 450 giri/min, mentre il secondo con I=6,6kg*m2,gira a 900giri/min nello stesso senso del primo. Quando si accoppiano quale diventa la loro velocità angolare? Se il secondo disco girasse sempre a 900 giri/min ma in senso opposto al primo, quale sarebbe la velocità angolare risultante dopo l accoppiamento? TERMOLOGIA E TERMODINAMICA 1)Un litro di ossigeno a 40 C e alla pressione di 760 mm Hg, si espande finchè il volume diventa 1,51 l e la pressione 800 mm Hg. Trovare il numero di moli di ossigeno e la temperatura finale del sistema 2)Determinare la velocità quadratica media di un atomo di argon (M=40) alla temperatura di 20 C. A quale temperatura la velocità quadratica media sarà la metà di questo valore? 3)Si forniscono 5 cal ad una data sostanza.conseguentemente la sostanza si espande da 50 a 100 cm 3 mentre la pressione rimane costantemente uguale a 1 atm. Qual è la variazione di energia interna del sistema? 4)Mediante una trasformazione a V costante un gas perfetto, inizialmente alla temperatura di 27 C,viene condotto da p1=9atm a p2=10atm.calcolare la variazione di energia cinetica media per molecola che si ha a seguito della trasformazione. 5)6,32 moli di un gas monoatomico si espandono da 14,1 m 3 a 27,6m 3. Quanto lavoro viene fatto dal gas se l espansione è: a pressione costante di 133kPa 6)Durante una trasformazione isoterma il volume di un gas si riduce a 1/4 del volume iniziale. Se la pressione iniziale era di 3x10 5 Pa quanto sarà quella finale?calcola inoltre il numero di moli sapendo che T=300K

6 7)Una macchina di Carnot lavora tra le temperature di 600K e 300K. Il lavoro da essa ottenuto viene utilizzato per far funzionare come frigorifero una seconda macchina di Carnot che opera tra 310K e 260K. Il calore fornito alla prima delle due macchine è 100cal/ciclo. Determinare il calore che la seconda macchina estrae in un ciclo dalla sorgente fredda 8)Una macchina termica ideale lavora tra una sorgente calda a 320 k e una sorgente fredda a 260k. Se a ogni ciclo essa assorbe 500 J di calore dalla sorgente calda, quanto lavoro viene liberato per ogni ciclo? Se la stessa macchina termica, che lavora in senso opposto, funziona come un frigorifero tra le stesse due sorgenti, quanto lavoro deve essere fornito a ogni ciclo per estrarre 1000J di calore dal serbatoio freddo?