Prova Scritta Completa-Fisica Corsi di Laurea in: Scienze Farmaceutiche Applicate, Tossicologia dell Ambiente e degli Alimenti Giugno 2014

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1 Prova Scritta Completa-Fisica Corsi di Laurea in: Scienze Farmaceutiche Applicate, Tossicologia dell Ambiente e degli Alimenti Giugno 2014 Quesito 1 In ogni istante durante il volo, un proiettile ha una velocità v e un'accelerazione a. Le componenti di questi vettori sono: v x : componente della velocità in direzione x; v y : componente della velocità in direzione y; a x : componente dell'accelerazione in direzione x; a y : componente dell'accelerazione in direzione y. Quali di queste componenti rimangono costanti durante tutto il moto? Trascura la resistenza dell'aria. a) v x, a x e a y sono costanti. (x) b) v y, a x e a y sono costanti. c) Nessuna delle variabili indicate è costante. d) Solo v x e a y sono costanti. e) Solo a x e a y sono costanti. Quesito 2 Un oggetto in moto armonico semplice ha un'ampiezza di m e un periodo di oscillazione di s. La velocità massima vale: a) 210 m/s. b) 1.37 cm/s c) 9.8 m/s d) 1.37 m/s (x) Quesito 3 Due automobili viaggiano a una velocità costante di modulo v. L'auto A si sta muovendo lungo un rettilineo, mentre l'auto B sta curvando lungo un arco di cerchio. Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente l'accelerazione delle due automobili? a) Entrambe le auto accelerano. b) L'automobile B accelera, ma non l'automobile A. (x) c) L'automobile A accelera, ma non l'automobile B. 1

2 d) L'accelerazione di entrambe le auto è nulla, visto che ciascuna viaggia a velocità costante. Quesito 4 Dalla cima di un alto scoglio, un ragazzo si tuffa da fermo nell'acqua sottostante. Per percorrere la prima metà della distanza che lo separa dall'acqua impiega 0.8 s. Quanto dura l'intera caduta? Trascura l'attrito dell'aria. a) 11 s. b) 4.7 s. c) 0.14 s. d) I dati forniti non sono sufficienti. e) 1.1 s. (x) Quesito 5 In assenza di resistenza dell'aria, due sfere sono lanciate verso l'alto dallo stesso punto di lancio. La sfera A raggiunge una quota massima quattro volte maggiore di quella di B. Quanto vale il rapporto tra la velocità di lancio di A e quella di B? a) 4. b) 8. c) 2. (x) d) 16. Quesito 6 Due pattinatori sul ghiaccio, Alessio e Mattia, impugnano i capi opposti di una corda. Ognuno tira il compagno verso di sé. Il modulo dell'accelerazione di Alessio è 1.25 volte il modulo dell'accelerazione di Mattia. Quanto vale il rapporto tra la massa di Alessio e quella di Mattia? a) b) (x) c) d) e) Quesito 7 Due forze agiscono su un oggetto in movimento avente una massa di 27 kg. Una di queste ha un modulo di 12 N ed è rivolta verso sud, mentre l'altra ha un modulo di 17 N ed è rivolta verso ovest. Quanto vale l'accelerazione dell'oggetto? a) Il modulo vale 0.77 m/s 2. La direzione è compresa tra ovest e sud, a 35 dalla direzione ovest. (x) b) Il modulo vale 0.63 m/s 2. La direzione compresa tra ovest e sud, a 55 dalla direzione ovest. c) Il modulo vale 0.44 m/s 2. La direzione è compresa tra ovest e sud, a 22 dalla direzione ovest. d) Il modulo vale 1.1 m/s 2. La direzione è compresa tra ovest e sud, a 35 dalla direzione ovest. e) Il modulo vale 0.77 m/s 2. La direzione è compresa tra ovest e sud, a 55 dalla direzione ovest. 2

3 Quesito 8 Un oggetto appeso a una molla verticale oscilla su e giù di moto armonico semplice con una frequenza angolare di 14 rad/s. Calcola l'allungamento d della molla rispetto alla propria lunghezza a riposo quando si ferma il corpo e lo si lascia pendere in equilibrio. a) m. (x) b) 25 cm. c) 0. d) 5 m. Quesito 9 Quanto vale sulla superficie di Mercurio l'accelerazione di gravità? Utilizza i valori seguenti: massa M M = kg, diametro D M = m e assumi che il pianeta sia perfettamente sferico e omogeneo. a) 9.8 m/s 2 b) 0 m/s 2 c) Dipende dalla massa dell oggetto in caduta. d) 3.70 m/s 2 (x) e) 3.70 cm/s 2 Quesito 10 Due satelliti identici orbitano intorno alla terra. Una delle orbite ha raggio r e l'altra 2r. Quanto vale il rapporto tra la velocità del satellite più lontano e quella del satellite più vicino? a) (x) b) c) 0.5. d) 2. Quesito 11 Il disegno mostra due blocchi sistemati alle estremità di una tavola di massa trascurabile. La tavola è in equilibrio su un sostegno che fornisce un'asse di rotazione. Quanto vale il momento d'inerzia del sistema rispetto all'asse di rotazione? 3

4 a) 0. b) 17 kg m 2 c) 1.7 kg m 2. (x) d) 20 kg m 2 Quesito 12 Un oggetto rotante di momento di inerzia I= g m 2 parte da fermo all'istante t=0 s con un'accelerazione angolare costante. Al tempo t=7 s l'oggetto ha una velocità angolare ω=16 rad/s. Quanto valgono i moduli la velocità angolare e del momento angolare dell oggetto al tempo t = 14 s? a) 320 rad/s; 192 g m 2 /s. b) 3.2 rad/s; 192 kg m 2 /s. c) 32 rad/s; kg m 2 /s. d) 32 rad/s; 192 kg m 2 /s. (x) Quesito 13 Mentre agisce su un oggetto in direzione parallela a quella dello spostamento, una forza compie un lavoro di +140 J. Quanto lavoro farà questa forza se l'angolo tra essa e lo spostamento viene portato a 56? a) 78.2 J. (x) b) 3 J. c) 0. d) 0.78 J. e) 78.2 J. Quesito 14 Un'automobile di massa 1650 kg viaggia a 27 m/s. A che velocità dovrebbe correre un ciclista, la cui massa complessiva (bicicletta compresa) è 91 kg, per avere la stessa energia cinetica dell'auto? a) 1140 m/s. b) 141 m/s. c) 115 m/s. (x) d) 2.3 cm/s. Quesito 15 Partendo da fermo dall'alto di uno scivolo ad acqua, un bimbo discende e accelera lungo la rampa e infine cade in una piscina ai piedi dello scivolo alla velocità di 5 m/s. Accanto al primo, esiste un 4

5 secondo scivolo alto esattamente il doppio. A che velocità precipita nella piscina il bambino alla fine di una caduta dal secondo scivolo? Ignora l'attrito e la resistenza dell'aria e dell'acqua degli scivoli. a) 6.07 m/s b) 707 cm/s. (x) c) 0. d) I dati sono insufficienti per rispondere. e) 9.8 m/s. Quesito 16 Due automobili identiche viaggiano con velocità di modulo uguale. Una delle due è diretta a est, mentre l'altra è diretta a nord, come illustra il disegno. Quale delle seguenti affermazioni sulle energie e le quantità di moto delle auto è vera? a) Hanno energie cinetiche differenti e quantità di moto identiche. b) Hanno energie cinetiche e quantità di moto differenti. c) Hanno energie cinetiche e quantità di moto identiche. e) Hanno energie cinetiche identiche e quantità di moto differenti. (x) Quesito 17 Nel sistema idraulico illustrato dal disegno, l'acqua scorre nel senso delle frecce. Il punto A è m più in alto di B. La velocità dell'acqua in A e in B vale, rispettivamente, v A =5 m/s e v B =3 m/s. Determina la differenza P B -P A di pressione tra B ed A. La densità dell'acqua è 1000 kg/m 3. a) Pa. b) 1 atm. c) Torr. (x) d) 1 bar. 5

6 Quesito 18 Due auto stanno viaggiando una verso l'altra, ciascuna alla velocità di 27 m/s. Durante la corsa, l'allarme antifurto di una delle due auto scatta accidentalmente. Ad auto ferma, l'allarme produce un suono di frequenza pari a 847 Hz. La velocità del suono è 343 m/s. Quale frequenza f 0 è percepita dal conducente dell'altra automobile? a) 992 Hz. (x) b) 1 khz. c) 1 Hz. d) 0 Hz. e) I dati non sono sufficienti per rispondere. Quesito 19 Un oggetto è posto a 8.0 cm da una lente convergente la cui lunghezza focale misura 10 cm. L'altezza dell'oggetto è 0.50 cm. Quant'è l'altezza h i dell'immagine? a) 0. b) Per rispondere è necessario conoscere l indice di rifrazione del mezzo di cui è costituita la lente. c) 2.5 cm. (x) d) 2.5 m. Quesito 20 Il calore latente di fusione dell'acqua è J/kg, mentre il calore latente di vaporizzazione è J/kg. Che massa d'acqua m deve essere congelata perché rilasci la stessa quantità di calore che rilascia 1 kg di vapore quando condensa? a) 6.75 kg. (x) b) 6.75 g. c) 4.2 kg. d) 4.2 g. e) 5.3 kg. Quesito 21 Se la velocità di ogni atomo di un gas ideale monoatomico fosse raddoppiata, per quale fattore risulterebbe moltiplicata la temperatura (in Kelvin) del gas? a) 4. (x) b) 1/2. c) 1/4. d) 1. e) 2. Quesito 22 6

7 Il cilindro del disegno contiene 3 moli di un gas ideale. Muovendo il pistone, il volume del gas è ridotto a un quarto del suo valore iniziale, mentre la temperatura è mantenuta costante. Quant'è il numero di moli n del gas che deve essere rilasciato dal cilindro per mantenere la pressione allo stesso livello? a) (x) b) 1. c) 2. d) 3.5. e) 1/2. Quesito J di calore vengono fornite a un gas la cui temperatura iniziale è 300 K. Se il gas si espande con una trasformazione isoterma, quant'è la variazione S di entropia del gas? a) 2 J/K. (x) b) -2 J/K. c) L entropia del gas non cambia. d) -0.5 J/K. e) 0.5 J/K. Quesito 24 Le tre macchine di Carnot che sono illustrate nel disegno operano tutte tra due sorgenti di calore con temperature separate di 100 K. Metti le tre macchine in ordine decrescente per rendimento. a) A, B, C. b) Tutte e tre le macchine hanno lo stesso rendimento. c) C, B, A. (x) d) C, A, B. e) B, A, C. 7

8 Quesito 25 Considera un campo elettrico costante in corrispondenza dei punti di una superficie quadrata di lato 0.80 m. Come mostrato in figura, l'intensità del campo è pari a 3.6 N/C e la sua direzione è inclinata di 35 rispetto alla superficie. Calcola il flusso del campo elettrico Φ E attraverso la superficie. a) 1 Nm 2 /C. b) 0. c) 0.5 Nm 2 /C. d) 10.3 Nm 2 /C. e) 1.3 Nm 2 /C. (x) Quesito 26 Due cariche, q 1 e q 2, sono posizionate in due diversi punti dello spazio che hanno potenziale elettrico V. Le due cariche hanno anche la stessa energia potenziale elettrica? a) No, perché il potenziale V in un punto dipende dalla carica presente in quel punto, mentre l'energia potenziale elettrica U è indipendente dalla carica. b) No, perché l'energia potenziale elettrica U in un punto dipende dalla carica presente in quel punto tanto quanto dipende dal potenziale elettrico V. (x) c) Sì. Se infatti il potenziale elettrico nei punti in cui sono disposte le cariche è lo stesso, indipendentemente dal segno e dalla grandezza delle cariche, sarà la stessa anche la loro energia potenziale elettrica. d) Sì, perché potenziale elettrico ed energia potenziale elettrica non sono altro che termini diversi per esprimere lo stesso concetto. Quesito 27 I resistori presenti nei tre diversi rami dei circuiti in figura hanno la stessa resistenza R. Metti in ordine decrescente rispetto alla resistenza equivalente i tre rami di circuito. a) A, B, C. b) C, B, A. c) A, C, B. d) B, C, A. (x) e) B, A, C. 8

9 Quesito 28 I disegni mostrano quattro situazioni nelle quali una particella carica positivamente si muove con una velocità v all'interno di un campo magnetico B. In tutte e quattro le situazioni il campo magnetico è diretto verso l'esterno del foglio (punta verso i tuoi occhi) e la particella si muove verso destra. Soltanto in un caso però la forza magnetica F agente sulla particella è stata disegnata correttamente. Di quale disegno si tratta? a) A. (x) b) B. c) C. d) D. Quesito 29 In un certo intervallo di tempo una bobina, che si trova all'interno di un campo magnetico uniforme di 0.38 T, viene ruotata da una posizione a un'altra. Questa rotazione produce nella bobina una f.e.m. indotta di 2.2 V. Lasciando tutti gli altri parametri uguali, quale sarebbe stata la f.e.m. indotta, se l'intensità del campo magnetico fosse stata di 0.55 T? 9

10 a) 31 V. b) I dati non sono sufficienti per rispondere. c) 1 V. d) 3.18 V. (x) Quesito 30 Un'onda elettromagnetica viaggia nel vuoto. Che cosa dovresti fare per triplicare la sua lunghezza d'onda? a) Triplicare l'ampiezza del campo elettrico e del campo magnetico che compongono l'onda. b) Ridurre la velocità a un terzo del suo valore iniziale. c) Triplicare la velocità dell'onda. d) Ridurre la frequenza a un terzo del suo valore iniziale. (x) e) Triplicare la frequenza dell'onda. Note: - 1 punto per ogni risposta esatta. 0 punti per ogni risposta non data o errata. - 2 ore a disposizione. Consentito l uso di appunti, libri e calcolatrice. - Indicare su ogni foglio nome, cognome e numero di matricola - Ogni studente colto nell atto di passare risposte ad altri studenti o colto nell atto di copiare avrà annullato il compito. - Nel testo le quantità vettoriali sono indicate in grassetto. 10