Risposte ai quesiti della prova scritta di elementi di fisica

Transcript

1 Risposte ai quesiti della prova scritta di elementi di fisica Durante l estate Alice deve leggere un libro di 305 pagine come compito per le vacanze. Nel mese di giugno si riposa e, a partire dal 1 luglio, legge 5 pagine al giorno per tutto il mese. In agosto va in vacanza con i genitori e dimentica il libro a casa; al suo ritorno, negli ultimi 10 giorni di vacanza, per terminare il libro in tempo legge 15 pagine al giorno. Quale, fra i seguenti grafici, può rappresentare l andamento del numero di pagine lette da Alice nel periodo estivo? (1 punto) Il grafico A Grafico A Grafico B Grafico C Grafico D In un quartiere di una città, il calendario della raccolta differenziata (carta, vetro e plastica) prevede che la raccolta della carta avvenga ogni 8 giorni, quella del vetro ogni 1 giorni e quella della plastica ogni 14 giorni. Oggi sono state effettuate le raccolte di carta, vetro e plastica. a) Fra quanti giorni verrà fatta di nuovo contemporaneamente la raccolta di carta, vetro e plastica? (1 punto) 84 giorni b) Fai altri due esempi di fenomeni periodici, indicando anche il corrispondente periodo ( punti) Il battito cardiaco con periodo di circa 1 s; il moto rotatorio della lancetta dei secondi di un orologio con periodo pari a 60 s; la rotazione della Terra intorno al proprio asse in circa 4 ore; il moto di rivoluzione della Terra intorno al Sole in circa 365 giorni. Il micrometro (10-6 m = µm) è spesso familiarmente chiamato micron. Quanti micron fanno 1.0 km? (1 punto) 1 km = 10 9 µm Quale frazione di un centimetro è uguale a 1 µm? (1 punto) 1 µm = 10-4 cm 1

2 Un autobus di linea viaggia sulla statale 10 da Torino a Mantova per metà del tempo a 56 km/h e per il tempo restante a 89 km/h. Al ritorno percorre metà della distanza a 56 km/h ed il resto a 89 km/h. Qual è la sua velocità scalare media: a) All andata (1 punto) 7.5 km/h. b) Al ritorno (1 punto) circa 69 km/h. c) Per l intero percorso (1 punto) 70.5 km/h. d) Qual è la velocità vettoriale media complessiva? (1 punto) Zero e) Tracciate il diagramma orario x(t) per il viaggio di andata, supposto che lo spostamento sia tutto in direzione positiva. Indicate come si trova graficamente la velocità media. ( punti) x s La velocità media è data dalla pendenza (coefficiente angolare) della retta, passante per i punti iniziale (0,0) e finale (s, T). 0 T/ T t Un blocco di legno ed un blocco di metallo sono alla stessa temperatura. Quando i blocchi sembrano freddi al tatto, il metallo sembra più freddo del legno; quando i blocchi sembrano caldi, il metallo sembra più caldo del legno. Spiega per quale motivo la temperatura percepita è diversa per i due materiali (1 punto)... Per la diversa conducibilità termica di legno (isolante) e metallo (conduttore) A quale temperatura i blocchi sembreranno ugualmente caldi o freddi? (1 punto) Alla stessa temperatura delle dita

3 Un disco da hockey, di 170 g, scivola sul ghiaccio per 15 m prima di fermarsi. a) Se la velocità iniziale era di 6.0 m/s, qual è l intensità della forza di attrito agente sul disco durante la sua corsa? (1 punto) 0.04 N b) Qual è il coefficiente d attrito fra disco e ghiaccio? (1 punto) 0.1 La figura mostra quattro oggetti solidi galleggianti in uno sciroppo. Mettili in ordine secondo i valori decrescenti di densità. (1 punto) 3, 4, 1, (1) () (3) (4) Una pesante pietra, legata ad un filo, viene fatta roteare su un piano orizzontale. Nel punto indicato in figura il filo si rompe. Quale traiettoria segue la pietra? (1 punto) B Giustificate la vostra risposta (1 punto) Si muove di moto rettilineo uniforme perché non soggetta ad alcuna forza. State seguendo a distanza ravvicinata, alla stessa velocità, un camioncino. Improvvisamente una cassa cade dal piano del camioncino. (a) Se non frenate né sterzate, la vostra auto urterà la cassa prima che questa tocchi terra? (1 punto) NO (b) Durante la caduta la velocità orizzontale della cassa è maggiore, minore o uguale a quella del camioncino? (1 punto) Uguale 3

4 Due slitte di.7 kg sono allineate, ferme, a breve distanza l una dall altra, su un lago ghiacciato come si vede nella figura. Un gatto di 3.63 kg, partendo da una delle due slitte, salta sull altra e immediatamente indietro ancora sulla prima. I due balzi sono fatti alla velocità di 3.05 m/s rispetto al ghiaccio. Nel momento in cui il gatto spicca il salto dalla prima slitta, (1 punto) a) Né il gatto, né la slitta esercitano alcuna forza; b) Il gatto esercita una forza sulla slitta, ma la slitta non esercita alcuna forza sul gatto; c) Sia il gatto sia la slitta esercitano una forza, ma il gatto esercita una forza maggiore; d) Sia il gatto sia la slitta esercitano una forza, ma la slitta esercita una forza maggiore; e) La slitta esercita una forza sul gatto di pari intensità a quella esercitata dal gatto sulla slitta. In che direzione e con quale velocità si muove la prima slitta dopo che il gatto ha spiccato il salto? ( punti) La slitta si sposta verso sinistra alla velocità di circa 0.49 m/s In che direzione e con quale velocità si muove la seconda slitta dopo che il gatto è atterrato ed immediatamente ripartito? ( punti) La slitta si sposta verso destra alla velocità di circa 0.98 m/s In che direzione e con quale velocità si muove la prima slitta dopo che il gatto è saltato nuovamente su di essa? ( punti) Il gatto e la slitta scivolano insieme verso sinistra alla velocità di 0.84 m/s Nella figura vediamo una pietra di 8.00 kg appoggiata su una molla. La molla è compressa dalla pietra di 10.0 cm. Elenca le forze che agiscono sulla pietra e disegna il corrispondente diagramma delle forze. ( punti) La forza peso P e la forza elastica F della molla F P 4

5 Quanto vale la costante elastica k della molla? (1 punto) 784 N/m... La pietra viene ora spinta in giù di altri 30.0 cm e poi rilasciata. Qual è l energia potenziale della molla subito prima del rilascio? (1 punto) 6.7 J Fino a che altezza oltre la posizione di rilascio arriverà la pietra? (1 punto) 0.8 m Nella figura seguente la particella al centro è circondata da particelle poste su due anelli circolari di raggi r ed R, con R > r. Tutte le particelle hanno massa m. Determinare modulo, direzione e verso della forza gravitazionale netta esercitata sulla particella centrale dalle altre particelle. ( punti) Per ragioni di simmetria la forza gravitazionale netta è diretta verticalmente verso l alto con modulo pari a m F = G r 5