Prova scritta di elementi di fisica

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1 Nome e cognome: Prova scritta di elementi di fisica 1) Cinque orologi sono sottoposti ad una settimana di prove nello stesso laboratorio. Le letture giornaliere dei cinque orologi, effettuate a mezzogiorno esatto secondo il segnale orario di radio WWV, sono riportate nella tabella seguente: Dom Lun Mar Mer Gio Ven Sab A 12:36:40 12:36:56 12:37:12 12:37:27 12:37:44 12:37:59 12:38:14 B 11:59:59 12:00:02 11:59:57 12:00:07 12:00:02 11:59:56 12:00:03 C 15:50:45 15:51:43 15:52:41 15:53:39 15:54:37 15:55:35 15:56:33 D 12:03:59 12:02:52 12:01:45 12:00:38 11:59:31 11:58:24 11:57:17 E 12:03:59 12:02:49 12:01:54 12:01:52 12:01:32 12:01:22 12:01:12 In quale ordine classificheresti questi orologi dal punto di vista della precisione? Giustifica la tua scelta ) Una persona cammina verso est per 5 km, poi verso nord per 3 km ed infine in direzione di 30 a est rispetto al nord per 2.5 km. (a) Rappresenta gli spostamenti compiuti dalla persona. (b) A quale distanza ed in quale direzione dovrebbe volare un uccello, in linea retta, per arrivare nello stesso punto finale? 1

2 3) Un proiettile lungo 3.8 cm viaggia ad una velocità di 3000 piedi al secondo. a) Esprimi questa velocità in metri al secondo (un metro misura 3.28 piedi). b) Quanto tempo impiega il proiettile ad attraversare un foglio di carta? c) Perché nel rispondere al quesito b) non devi preoccuparti dello spessore del foglio di carta? 4) La figura mostra tre diverse traiettorie di un pallone calciato dallo stesso punto. Trascurando l effetto dell aria, fate una graduatoria delle traiettorie in funzione di (a) durata del volo... (b) componente verticale della velocità iniziale. (c) componente orizzontale della velocità iniziale. (d) velocità iniziale. a b c 5) Un cubetto di ghiaccio galleggia in un bicchiere d acqua. Pian piano il ghiaccio si scioglie. Cosa succede al livello dell acqua nel bicchiere (aumenta, diminuisce, )? Giustifica la tua risposta ) Due pattinatori su una pista di ghiaccio (trascura ogni attrito), Alessio (massa di 70 kg) e Beatrice (massa di 50 kg) tengono in mano i capi opposti di una fune lunga 12 m. Alessio comincia a tirare la fune fino a raggiungere Beatrice. Di quanto si sposta Beatrice? a) 12 m; b) 6 m; c) 5 m; d) 7 m; e) 0 m. Giustifica la tua risposta. 2

3 7) Uno dei seguenti moti è uniforme. Quale? a) Un automobile che accelera lungo un rettilineo; b) Un qualunque moto che si svolge su una traiettoria rettilinea; c) Un grave che cade sulla Luna; d) Il moto di un corpo che percorre spazi proporzionali ai tempi, qualunque sia la traiettoria seguita. Riporta due esempi.. 8) Uno sci appoggiato sulla neve fresca vi si attacca. Quando, invece, si sposta scivolando sulla neve, lo sfregamento scalda e fonde parzialmente la neve, riducendo il coefficiente di attrito. La sciolinatura rende lo sci idrorepellente, riducendo ulteriormente l attrito con lo strato acquoso adiacente. Provando un paio di sci con un nuovo tipo di soletta, lungo un tratto di pista di 200 m ed in pendenza piuttosto dolce, uno sciatore riduce il suo tempo da 61 s a 42 s. (a) Trova il modulo dell accelerazione media nei due casi (b) Supponendo che la pendenza sia di 3, calcola i due coefficienti di attrito dinamico 9) Una particella di carica q e massa m entra con velocità v in una regione in cui è presente un campo magnetico uniforme B. La forza, esercitata dal campo magnetico sulla particella carica, è F = q v B. Per effetto del campo magnetico, la particella descrive la traiettoria rappresentata in figura, dove il campo magnetico è uscente dalla pagina. a) Di che segno è la carica? b) In che direzione agisce la forza F? Disegnala in figura nei punti A, B e C. c) Disegna, in figura, la traiettoria che seguirebbe una particella di uguale massa, ma con carica di segno opposto. d) Schematizza, in figura, la traiettoria che seguirebbe una particella di uguale carica, ma di massa maggiore. e) Calcola il lavoro compiuto dal campo magnetico sulla particella. f) Come cambia, in modulo, la velocità della particella, mentre si muove all interno della regione di campo magnetico? Giustifica la tua risposta. 3

4 C B B A 10) La figura mostra la ruota di un automobile che procede verso destra. Disegna la forza d attrito fra il battistrada del pneumatico e l asfalto quando: a) L auto parte sgommando; b) Rotola senza scivolare; c) L autista frena molto bruscamente. a b c 11) Una varietà di noce richiede per rompersi una forza di 40 N esercitata sul guscio. Quale forza F occorre applicare allo schiaccianoci in figura per spaccare la noce? 4

5 12) La figura presenta la funzione energia potenziale di una particella. Quale valore di energia non deve eccedere se la particella a) deve essere intrappolata nella buca di potenziale a sinistra... b) deve essere intrappolata nella buca di potenziale a destra. c) deve essere capace di muoversi fra le due buche, ma non a destra del punto H In quest ultimo caso in che regione la particella avrà d) la massima energia cinetica.. e) la minima velocità 13) La figura mostra i valori di una forza F, diretta lungo l asse x, che agisce su una particella ai corrispondenti valori di x. Se la particella parte da ferma al punto x = 0, quali sono le sue coordinate quando possiede a) La massima energia cinetica.; b) La massima velocità..; c) Velocità nulla.; d) Qual è la sua direzione quando raggiunge il punto x = 6 m? 5

6 14) La figura mostra due blocchi omogenei a forma di parallelepipedo, galleggianti sull acqua. Entrambi sono stati inclinati con la mano nella posizione raffigurata e poi lasciati liberi. Per ciascun blocco dire se a) la forza di galleggiamento provoca un momento orario o antiorario rispetto al centro di massa del blocco.. b) se il blocco tende a raddrizzarsi o a inclinarsi ulteriormente.. 15) Una stecca colpisce una palla da biliardo esercitando una forza media di 50 N per un tempo di 10 ms. Se la palla ha una massa di 200 g con quale velocità parte dopo il colpo?... 6