BOZZA DI SOLUZIONE DI ALCUNI ESERCIZI PROPOSTI AD ESERCITAZIONE

BOZZA DI SOLUZIONE DI ALCUNI ESERCIZI PROPOSTI AD ESERCITAZIONE

[A.1] BASI MATEMATICHE E FISICHE notazione scientifica/unità di misura/percentuali/proporzioni/utilizzo formule/ Un eosinofilo misura solo 5 µm di raggio. Quanti eosinofili sarebbe possibile disporre affiancati nello spazio di un centimetro? [a] 5 [b] 10 [c] 500 [d] 1000 [e] 50000 1 cm 10-0 m 10-0 10 6 µm 10 4 µm 10000 µm 10 µm 10 µm

[A.1] BASI MATEMATICHE E FISICHE notazione scientifica/unità di misura/percentuali/proporzioni/utilizzo formule/ [] La sezione dell aorta di un soggetto adulto misura 4 cm. A quanti m corrisponde? [a] 4 10 - m [b] 4 10 4 m [c] 4 10-4 m [d] 4 10 m [e] 4 m [3] A quanti kg/m 3 corrispondono 3 g/cm 3? [a] 3000 kg/m 3 [b] 30 kg/m 3 [c] 3 10-3 kg/m 3 [d]3 10-1 kg/m 3 [e]3 kg/m 3 3 g cm 3 10 (10 kg m) 10 10 3 3 3 3 3 6 kg 3 m 3 10 kg 3 3 m

[A.1] BASI MATEMATICHE E FISICHE notazione scientifica/unità di misura/percentuali/proporzioni/utilizzo formule/ [4] Si deve somministrare un farmaco alla dose di 0.5 ml per kilo (ml/kg) ad un paziente di massa pari ad 80 kg. a. Quale volume di farmaco va somministrato? [a] 0.5ml [b] 160ml [c] 0.5g [d] 40cm3 [e] 400ml b. Se la densità del farmaco è di 0.8 g/cm3,quale massa di farmaco va somministrata? [a] 0.8g [b] 0.8cm3 [c] 3g [d] 50g [e] 0cm3 (a) 0.5 ml : 1 kg x : 80 kg x ( 80 kg * 0.5 ml ) / 1 kg (b) Massa densità * volume

[A.1] BASI MATEMATICHE E FISICHE notazione scientifica/unità di misura/percentuali/proporzioni/utilizzo formule/ [5] Si somministrano con una flebo ad un paziente 10 gocce di un dato farmaco al minuto. Se la densità del farmaco è 0% maggiore della densità dell acqua e sapendo che ogni goccia contiene 0, cm 3 di farmaco, calcolare quanti grammi di farmaco verranno somministrati in mezz ora. Al paziente verranno somministrate 10 * 30 gocce 300 gocce massa densità * volume Densità farmaco 0. densità acqua + densità acqua 1. densità acqua densità acqua 1g / cm3 Volume 7 g

[A.1] BASI MATEMATICHE E FISICHE notazione scientifica/unità di misura/percentuali/proporzioni/utilizzo formule/ [6] Due elettroni posti ad una distanza r si respingono con una forza F. Se raddoppia la distanza la forza esercitata tra i due elettroni è: [a] F [b] F/ [c] F [d] F/4 [e] 4F F k q1q r

[A.1] BASI MATEMATICHE E FISICHE notazione scientifica/unità di misura/percentuali/proporzioni/utilizzo formule/ [7] La legge oraria di un moto è. In un tempo doppio quale è lo spazio percorso? [a] S [b] S/ [c] S [d] S/4 [e] 4S S 1 at 1 S at > S a ( t) 1 1 at (4)

[A.1] BASI MATEMATICHE E FISICHE notazione scientifica/unità di misura/percentuali/proporzioni/utilizzo formule/ [8] Un corpo di massa m ed energia cinetica K si muove con velocità: [a] Km [b] 1/mK [c] 1/Km [d] [e] K/m K / m

[A.] MECCANICA Cinematica/dinamica/statica [1] Il tempo di reazione di un comune conducente di automobile è circa di 0,7 secondi (intervallo di tempo tra la percezione del segnale d arresto e l attivazione dei freni). Se un auto ha una decelerazione di 6,86m/s, calcolare la distanza percorsa prima dell arresto, dopo la percezione del segnale, quando la velocità iniziale è di 130km/h. Moto rettilineo uniforme : S v * t 5 m Moto uniformemente accelerato : S s0 + v0*t + ½ a*t^ v v0 + a*t t 5.6 s S 10,3 m

f i i f mgh mgh L mv mv L mgh mv meccanica Energia mgh potenziale Energia mv cinetica Energia m mg L h h mg s F L + // 1 1 1 1 _ 0 4. f. conservative Se forze conservative è costante

s g h g s t gt gt t v s acc unif moto s m gh v mv mgh mgh mv mgh mv COST mgh mv meccanica Energia o fin in 1 1 : / 0 1 ) 1 ( ) 1 ( 1 _ + + + +

[3] Determinare la velocità angolare della Terra e la velocità tangenziale di un punto all equatore ( R 6380 km) w v π 4 3600 5 rad.7 310 s rad s.7 310 5 6380km rad s m 466 s

[A.] MECCANICA Cinematica/dinamica/statica [4] Una centrifuga di laboratorio, di diametro 15 cm, ruota compiendo 106 giri al minuto. Calcolare la forza cui è sottoposto un eritrocita (sferico) di raggio 4 m e massa 1.5 10-13 kg in una provetta collocata sul bordo della centrifuga. F m*a m* v^/r v s/t πr/t πrf πr (una circonferenza) in T (periodo) 1.4 10 (-1) N

[A.] MECCANICA Cinematica/dinamica/statica Il lavoro fatto da un infermiere per sollevare di 1.5m un bambino da 15 kg è: [a] 0.5 N [b].5 J [c] 147 W [d] 0.5 J [e] 10 W Un atleta sviluppando una potenza di 75 W produce in 1 min il lavoro [a] 45 kw [b] 4.5 kw [c] 450 kj [d] 45kJ [e] 4.5 kj Un ragazzo di 55 kg sale le scale raggiungendo un altezza di 500 cm in 4 s. La potenza sviluppata nella salita è: [a] 10.78 kw [b] 674 W [c] 69 W [d] 1.1 kw [e] 44 kw Un uomo di massa di 100 kg si trova un auto che viaggia alla velocità di 0 m/s. Determinare l energia cinetica dell uomo Ek ½ m v

[A] MECCANICA Cinematica/dinamica/statica [10] Un uomo prova la propria forza al luna park colpendo con un martello un pulsante il quale lancia una sfera di massa m kg ad un altezza h 5 m. Trascurando l effetto delle forze di attrito, dire quanta energia interna U spende l uomo considerando un rendimento muscolare 0 %. Sempre trascurando gli attriti, calcolare la velocità v della sfera quando essa ricade al suolo. L m*g*h 98 J L η U UL/ η 98J/0%490J CONSERVAZIONE ENERGIA MECCANICA 1 mv + mgh cos tan te 1 ( 1 mgh h max mv 1 mv + mgh) hmax ( mv + mgh) gh suolo suolo hmax suolo v 9.9 m/s

[A] MECCANICA Cinematica/dinamica/statica [11] Due bambini di peso rispettivamente P 1 00N e P 350N sono in equilibrio sull altalena. Sapendo che il primo bambino è seduto a distanza 1 metro dal fulcro determinare a quale distanza è seduto il secondo bambino. Determinare inoltre la reazione vincolare del fulcro dell altalena. P1*X1 P*X X 0.57 m R - (P1+P) - 550 N

[A] MECCANICA Cinematica/dinamica/statica [1] Un operaio pone una leva sotto un sasso di massa 300kg. Il fulcro della leva si trova a 0,m dal baricentro del sasso. Determinare la forza motrice dell operaio sapendo che viene applicata ad una distanza di,5m dal fulcro. Determinare inoltre il guadagno della leva e la reazione vincolare del fulcro. [35N; 1,5; 3175N] P mg 940 N P1*X1 P*X P1 35N G Fr/Fm 1.5 R - (P1 + P) 3175N

[A] MECCANICA Cinematica/dinamica/statica [13] Si pensi all articolazione del gomito come una leva di 3 o tipo con i due bracci di lunghezza 5 cm e 4 cm. Si calcoli la forza che deve applicare il muscolo del bicipite per mantenere sollevata una massa m 800 g (nel calcolo si trascuri la massa del braccio stesso). In generale, è più conveniente sostenere un oggetto con l avambraccio disteso o piegato? Perchè?

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica [1] Un paziente ha pressione arteriosa media di 10 mmhg. Calcolare la pressione al livello dei piedi, assumendo una distanza cuore-piedi di 1 m, nel caso in cui il paziente si trovi in posizione eretta e nel caso in cui il paziente sia sdraiato (si assuma per il sangue la medesima densità dell acqua). Assumendo una distanza cuore-cervello di 35 cm, calcolare la pressione al livello del cervello nel caso in cui il paziente sia in posizione eretta e sdraiata. Si può applicare la legge di Stevino p d g h p(caviglie) 1 10 3 kg/m 3 * 9.8 m/s * 1m 9800 Pa mmhg 73.5 mmhg 1 atm 760 mmhg 1.013 10 5 Pa

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica [] Per sostenere un corpo di volume V1dm 3 immerso in acqua occorre esercitare una forza F0N. si calcoli la forza che occorre esercitare per sostenerlo fuori dall acqua. [a] 0N [b] 9.8 N [c] 10. N [d] 196 N [e] 0 J Un oggetto in acqua riceve una spinta pari a Fest + Fa P P? P Fest + Fa 0 N + dvg 9.8 N

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica [3] Un vaso sanguigno si dirama in tanti vasi di raggio sei volte minore. Determinare il numero di tali vasi se la velocità media del sangue in essi è un terzo di quella del vaso più grande. [a] 18 [b] 108 [c] 1 [d] 54 [e] 34 Portata Q v*s Equazione di continuità : Q costante v1*s1 v * S S1 π R S N * [π (R/6) ] N [π R /36] v1* π R v1/3 * N [π R /36] N 108

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica [4] Se in condizioni normali la frequenza cardiaca di un neonato è 80 battiti/min e la gittata 0 cm 3, calcolare quanto diventa la gittata se, a causa della febbre, la frequenza aumenta fino a 110 battiti/min supponendo che la portata non si modifichi. [a] 0 cm 3 [b] 14.5 cm 3 [c] 7.5 cm 3 [d] 6.7cm 3 /s [e]176 cm 3 Q Gs * f Gs Q/f

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica Nei processi irreversibili di aneurisma e stenosi è interessante applicare la legge di BERNOULLI e CONTINUITA 1

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica In un aneurisma la pressione del sangue varia del 0%. Assumendo che prima dell allargamento del vaso la pressione sia 50 mmhg si determini la pressione dell aneurisma: [a]10 mmhg [b]0 mmhg [c]40 mmhg [d] 60 mmhg [e]70mmhg P deve aumentare 1

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica A causa della formazione di placche la sezione di un arteria di raggio r 1 0.4cm dove il sangue ha velocità v 1 30cm/s si restringe. Nel restringimento il raggio diminuisce del 50%. Si calcoli la velocità v e la variazione di pressione p -p 1 in corrispondenza della stenosi, considerando il vaso orizzontale e approssimando il sangue ad un fluido ideale con la stessa densità dell acqua. 1 R 0. cm eq. cont: v(1) * π R(1) v() * π R() Bernoulli : p-p1-675 Pa v() 10 cm/s

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica Un arteria ha raggio di 1,5cm. Se la portata è di 115cm 3 /s e la viscosità del sangue è 0,004Pa s, si calcoli la differenza di pressione necessaria per mantenere il flusso su una lunghezza di 0cm. Legge di Hagen-Poiseuille : Q πr 4 8 η l p

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica In un giovane atleta il cuore, generando una pressione media di 100 mmhg, fa circolare il sangue con una portata di 5 l/min. Calcolare la resistenza complessiva del circolo. Per l atleta dell esercizio precedente calcolare come cambia la pressione media se a causa di ecitropoietina la viscosità del sangue aumenta di 1/3 p R * Q R * p/q 100 [mmhg] / 5 [l/min] 1.0 [mmhg s /cm 3 ] 3 4 ) ( 3 4 8 ) 3 4 (8 ) 3 1 (8 ) ( 8 4 4 4 4 old p l r Q l r Q l r Q new p l r Q p + η π η π η η π η π

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica In un fluido di viscosità η 10-3 Pa s e densità pari a quella dell acqua vengono introdotte molecole sferiche di raggio r µm e densità ρ 1.3 g/cm 3. Si calcoli il tempo necessario affinché le molecole sedimentino 3 mm Relativamente all esercizio precedente, si determini la frequenza di una centrifuga di raggio 0.3 m per ridurre il tempo di sedimentazione di un fattore 10 8. v s r g( d d0 9η ) 1.3 10-6 m/s 1.3 10-3 mm/s Per sedimentare di 3 mm occorrono circa 38 minuti (centrifuga ) a ω R ( π f ) R 10 8 g ( π f ) R f 9101 Hz

[A3] FLUIDI Fluido statica/ fluido dinamica Un campione in una centrifuga si trova a 10 cm dall asse di rotazione. La centrifuga ruota a 3 giri al secondo. Quanto tempo impiega un globulo rosso, approssimabile ad una sfera di raggio 3,5 µm e densità1,g/cm 3, a sedimentare per 3 cm verso il fondo della provetta? (assumendo per il sangue d1,05g/cm 3 e η1,5 10-3 Pa.s). Quanto tempo impiegherebbe se fosse sottoposto alla semplice sedimentazione gravitazionale? (centrifuga ) a ω R ( π f ) R 19613 m/s v s r a( d d0 9η ) 0.053 m/s 53 mm/s

[A4] METABOLISMO/ CALORE [1] Un atleta di 70 kg compie un esercizio per il quale è richiesta una potenza di 15 W/kg. Se l esercizio dura h ha consumato: [a] 100 J [b] 7560 kcal [c] 1050 J [d] 1806 kcal [e] 16 kcal W L / t L 7560000 J 1806 kcal

[A4] METABOLISMO/ CALORE [] Una persona che pesa 80 kg vuole diminuire di 10 kg passando da una dieta giornaliera di 3500 kcal a una di 500 kcal senza variare la sua attività fisica. Sapendo che l ossidazione di 100g di grasso animale fornisce 880 kcal, quanti giorni occorrono a quella persona per bruciare le sue riserve di grasso in modo che il suo peso possa passare a 70 kg? 88 giorni Diminuisce di 1000 kcal la sua dieta giornaliera 880 kcal : 0.1 kg 1000 kcal : x X 0.11 kg ( al giorno) 0.11 kg : 1 giorno 10 kg : x X 88 giorni

[A4] METABOLISMO/ CALORE [3] Durante un escursione in montagna una persona di 80 kg e superficie corporea di 1,7 m, risale un dislivello di 800 m in 3 ore. Determinare: a. il lavoro compiuto e la potenza meccanica media sviluppata b. la potenza metabolica (MR) durante la salita assumendo un indice metabolico basale di 40W/m ed un efficienza muscolare del 5% L m g h 6700 J 150 kcal W L/t 58 W BMR 68 W MR(attività) 3 W ( W/η) MR(totale) 300 W

[A4] METABOLISMO/ CALORE [4] Un soggetto a riposo consuma 1750 kcal al giorno attraverso processi metabolici. Calcolare la massa m di liquidi che il corpo perderebbe se tutto questo calore venisse dissipato esclusivamente attraverso la sudorazione. (Calore latente di evaporazione del sudore a 37 C: 580 kcal/g) 580 kcal : 1 g 1750 kcal : X X 3 g

[A5] ELETTROMAGNETISMO e Elettromagnetismo/ corrente elettrica [1] Due cariche elettriche entrambe uguali a q sono poste a distanza d. In quale dei seguenti modi si ha il maggiore incremento della forza d interazione [a] raddoppiando solo q [b] raddoppiando solo d [c] dimezzando q e raddoppiando d [d] raddoppiando q e d [e] nessuna delle precedenti F 4 1 πε ε 0 r q q 1 r

[A5] ELETTROMAGNETISMO e Elettromagnetismo/ corrente elettrica [] Due cariche elettriche, di cui una è 3,14 volte più grande dell altra, sono poste nel vuoto alla distanza di 3 cm. sapendo che esse si respingono con una forza uguale a 4 N, calcolare il valore della carica minore. 3,6 10-7 C 4N 910 9 Nm C q 1 (3.14q (310 1 m) ) 13 ( q ) (3.14) 410 C 1

[A5] ELETTROMAGNETISMO e Elettromagnetismo/ corrente elettrica [4] Se attraverso una sezione di un conduttore passano 30 C di carica elettrica in 5 s, l intensità di corrente che percorre il conduttore è: i Q/t 6 A

[A5] ELETTROMAGNETISMO e Elettromagnetismo/ corrente elettrica [5] In un elettroshock si fa passare nel cervello del paziente una corrente di 5 ma utilizzando un generatore di differenza di potenziale che eroga una potenza di 0.180 W. La differenza di potenziale applicata alle tempie vale: [a] 0.036 V [b] 36 V [c] 7.8 V [d] 0.9 J [e] 0.9 V P V * i

[A5] ELETTROMAGNETISMO e Elettromagnetismo/ corrente elettrica [6] Un ultrasuono di frequenza.5x10 6 Hz viene utilizzato per fare un ecografia al rene. Supponendo che il rene si trovi alla profondità di 4 cm calcolare a quale velocità viaggia l ultrasuono nei tessuti se l onda raggiunge il rene dopo 50 s? S v t v 800 m/s

[A5] ELETTROMAGNETISMO e Elettromagnetismo/ corrente elettrica [7] Un onda elettromagnetica ha una lunghezza d onda nel vuoto pari a 5 10-9 cm. Di che onda si tratta?

[A5] ELETTROMAGNETISMO e Elettromagnetismo/ corrente elettrica [7] Un onda elettromagnetica ha una lunghezza d onda nel vuoto pari a 5 10-9 cm. Di che onda si tratta? S v t λ v T v 1/f v 3 10 8 m/s

Un suono possiede un intensità superiore di un miliardo di volte a quella della soglia di udibilità. Il livello di intensità sonora è: 9 I 10 I 0 DB 10Log 10Log 90DB 1 W 10 I0 m LogA C Log10 1 10 Log1000 10 C 1 A 10 3 10 3 1000

Un cane abbaiando sviluppa una potenza di 3.14 mw. Se questa potenza è distribuita uniformemente in tutte le direzioni qual è il livello di intensità sonora ad una distanza di 5 m? Quale sarebbe il livello di intensità se due cani abbaiassero contemporaneamente ciascuno con una potenza di 3.14 mw? La distribuzione della potenza (W/m ) avviene su superfici sferiche (AREA 4 pi R ). Quindi nel nostro caso bisogna dividere la potenza sviluppata (W) per la superficie sferica (m ) (maggiore è la distanza maggiore è la superficie sferica e minore è la potenza su area sviluppata). Più sono lontano minore è il rumore I 10-5 W/m (3.14mW/ (4*3.14*5m*5m) 5 I 10 DB 10Log 10Log 70DB 1 W 1 W 10 10 m m Nel caso di cani la potenza iniziale è maggiore di volte e quindi 6.8 W. MA I DB NON RADDOPPIANO perché c è un logaritmo nella formula!! 5 I 10 DB 10Log 10Log 73DB 1 W 1 W 10 10 m m

in formule OSMOSI All equilibrio la pressione che produce un richiamo di solvente attraverso la membrana ( pressione osmotica π) è pari alla pressione idrostatica associata al dislivello h raggiunto tra i due compartimenti π d g h Per una soluzione diluita, la relazione tra pressione osmotica π, volume V e temperatura assoluta T della soluzione, dato il numero di moli n di soluto, è data dalla legge di Van t Hoff: n π δ V RT Il termine δ è il coeff. di dissociazione elettrolitica e esprime il rapporto tra il numero di particelle di soluto presenti in soluzione e il numero di molecole del soluto indissociato: (δ 1: soluto non dissociato; δ dissociazione completa di ogni molecola in due ioni )

[A5] ELETTROMAGNETISMO e Elettromagnetismo/ corrente elettrica [8] Per ottenere una soluzione che sia isotonica col plasma sanguigno occorre che la pressione osmotica sia 7.5 atm. Pertanto e necessario disciogliere in 1 l di acqua alla temperatura di 37 C una quantità di zucchero (PM34 u.m.a.) uguale a : [a] 7.5 g [b] 34 g [c] 15 g [d] 100 g [e] 684 g n π δ V RT R 0.08 l atm / K n 0.95 moli 1 mole : 34 g n : X X 100 g

Un uomo comincia a soffrire di tossicità di ossigeno dal momento in cui la pressione parziale di quest ultimo diventa 0.8 atm. Sapendo che la pressione idrostatica aumenta di 1 atm ogni 10.3 m determinare la profondità alla quale la respirazione di aria di composizione normale ha degli effetti tossici dovuti all ossigenazione. Una mole di aria secca contiene 0.1 moli di O 0.1 atm : 10.3 m 0.8 atm : X X 40 m