ESERCIZI PER IL RECUPERO DEL DEBITO di FISICA CLASSI SECONDE Prof.ssa CAMOZZI FEDERICA PROBLEMI MOTO RETTILINEO UNIFORME 1) Alla maratone di New York, un atleta spagnolo parte esattamente sotto lo striscione dello START con velocità costante di 18 km/k, mentre un atleta italiano parte 200 m più indietro con velocità costante di 21,6 km/h. a) Scrivi le leggi orarie dei due maratoneti e rappresentale in un grafico b) Calcola dopo quanto tempo si incontrano c) Determina quanta strada ha percorso l italiano dal momento della partenza fino a quando raggiunge lo spagnolo 2) Un automobile attraversa un semaforo alla velocità di 72 km/h. nello stesso istante, uno scooter che si trova 1,5 km più avanti, mantiene una velocità di 36 km/h a) Scrivi le leggi orarie dei due veicoli e rappresentale in un grafico b) Quanto tempo impiega l automobile a raggiungere lo scooter? c) A che distanza dal semaforo si trovano i due veicoli quando avviene il sorpasso? 3) Paolo e Luca viaggiano in auto lungo una strada rettilinea alla velocità costante di 36 km/h. Ugo li vede passare e decide di raggiungerli. Riesce ad avviare la sua moto dopo 3 minuti. a) Dopo quanto tempo Ugo raggiungerà gli amici se ha una velocità media di 72 km/h? ( rispondi al quesito solo dopo avere scritto le due leggi orarie e averle rappresentate graficamente). 4) Un automobile attraversa un semaforo alla velocità di 72 km/h. nello stesso istante, uno scooter che si trova 2km più avanti, mantiene una velocità di 54 km/h d) Scrivi le leggi orarie dei due veicoli e rappresentale in un grafico e) Quanto tempo impiega l automobile a raggiungere lo scooter? f) A che distanza dal semaforo si trovano i due veicoli quando avviene il sorpasso? 5) Un auto viaggia alla velocità di 100 km/h. Un auto della polizia ferma a un posto di blocco,decide di raggiungerla e con uno svantaggio di 1 minuto, la insegue a velocità di 110 km/h. a) Dopo quanto tempo la raggiungerà? b) Quanto spazio avrà percorso l auto della polizia? (rispondi ai quesiti solo dopo avere scritto le due leggi orarie e averle rappresentate graficamente) 6) Durante una maratona di 40 km, il primo punto di ristoro è posizionato a 15 km dalla partenza ed il secondo a 25 km dalla partenza. La concorrente etiope passa dal punto di ristoro dopo 40 minuti dalla partenza. La keniana passa dal secondo punto dopo 65 min dalla partenza. Le due atlete percorrono tutta la gara a velocità costante. Chi delle due tagli per prima il traguardo? 7) In una gara podistica il vincitore ha percorso 25 km alla velocità media di 16 km/h a) Quanto tempo ha impiegato?
b) Quale è stata la velocità media dell ultimo arrivato se ha avuto un ritardo di 6 minuti? ESERCIZI MOTO ACCELERATO 1) Un automobile ferma ad un semaforo, allo scattare del verde parte accelerando con a = 3 m/s 2.. nello stesso istante gli sfreccia accanto una moto che viaggia a velocità costante di 15 m/s. b) Dopo quanto tempo si incontrano 2) Una pattuglia della polizia ferma ad un posto di blocco, vede sfrecciare una moto alla velocità di 130 km/h.l auto parte con un accelerazione di 6,5 m/s 2. b) Dopo quanto tempo la polizia raggiunge la moto? 3) Una pattuglia della polizia ferma ad un posto di blocco, vede sfrecciare una moto alla velocità di 130 km/h. L auto parte con un accelerazione di 8 m/s 2 dopo 4 secondi. b) Dopo quanto tempo la polizia raggiunge la moto? 4) Un auto della polizia viaggia alla velocità di 50 km/h e vede sfrecciare una moto alla velocità di 100 km/h. Se la polizia accelera con accelerazione costante di 6 m/s 2. b) Dopo quanto tempo la polizia raggiunge la moto 5) Una goccia d acqua cade dal sesto piano di un edificio. Quanto tempo impiega per arrivare a terra e con quale velocità giunge, supponendo che l altezza del sesto piano sia di 19,6 m e trascurando la resistenza dell aria? 6) Un grave viene lanciato verticalmente verso l alto con velocità iniziale di 105,84 km/h. dopo quanti secondi raggiunge la massima altezza? Quale è l altezza massima raggiunta e dopo quanti secondi giunge al suolo e con che velocità? 7) Un grave, lanciato nel vuoto verticalmente verso l alto raggiunge la massima altezza in 5 s. Un secondo grave, lasciato cadere da fermo raggiunge il suolo dopo lo stesso intervallo di tempo di 5s. a) Quanto vale lo spazio percorso dal primo grave? b) E dal secondo? 8) Un automobile sta viaggiando alla velocità di 24 m/s quando si presenta un ostacolo a 50 m. l autista decelera improvvisamente con decelerazione costante pari a 6 m/s 2. Riesce ad evitare in tempo l ostacolo? 9) La velocità di un topolino varia in funzione del tempo secondo il grafico di seguito riportato.
Determina l accelerazione: a) Durante i primi 2 secondi b) Tra il 2 ed il 3 secondo c) Tra il 3 ed il 4 secondo d) Tra il 4 ed il 6 secondo e) Calcola lo spazio percorso complessivamente ESERCIZI MOTO PARABOLICO 1)Una pallina da golf abbandona il suo supporto con una velocità iniziale di 30 m/s e con un angolo di 37 rispetto all orizzontale. Determina: a. Il grafico del moto della pallina individuandone per 7 punti le coordinate cartesiane e disegnandone il vettore velocità b. la massima altezza raggiunta dalla pallina (16,6 m/s) c. la gittata della pallina (88,3 m) d. la posizione della pallina al tempo t= 3 s, indicandone le coordinate cartesiane (sx = 71,9 m e sy= 10,1 m) 2) Il portiere di una squadra di calcio effettua una rimessa dal fondo imprimendo al pallone una velocità iniziale di modulo v = 20 m/s e con una direzione che forma un angolo di 40 con l orizzontale. Calcola a. Il grafico del moto della pallina individuandone per 8 punti le coordinate cartesiane e disegnandone il vettore velocità b. l altezza massima raggiunta dalla palla (8,5 m) c. la sua gittata L (40,2 m) 3) Un pallone viene lanciato dal secondo piano di un edificio con una velocità iniziale di 10 m/s. Determina a. Il grafico del moto della pallina individuandone per 8 punti le coordinate cartesiane e disegnandone il vettore velocità b. Il grafico del moto della pallina individuandone per 8 punti le coordinate cartesiane e disegnandone il vettore velocità supponendo che l inclinazione del lancio sia di 28 c. I due tempi di volo e le due gittate
ESERCIZI DINAMICA 1) Un corpo di massa 3 kg si muove lungo una traiettoria rettilinea. Il grafico velocità tempo è riportato di lato: a. Durante i primi 10 secondi la risultante delle forze che agisce è nulla? Se no, quanto vale? b. Tra 10 e 30 secondi la risultante delle forze che agisce è nulla? Se no, quanto vale? c. Negli ultimi 10 secondi la risultante delle forze che agisce è nulla? Se no, quanto vale? 2) Consideriamo uno scaffale di massa 20 kg posto su un pavimento scabro (k=0,2) e trainato da una forza di 200 N inclinata di 30 sull orizzontale. Quanto vale l accelerazione subita dallo scaffale? 3) Un leone marino ammaestrato di massa 100 kg, partendo da fermo, scivola con accelerazione costante da una rampa in una vasca d acqua. La rampa è inclinata di 23 sopra l orizzontale e il coefficiente d attrito tra il leone marino e la rampa vale 0,26. Disegna p, p, p, FA. a. Quanto vale il peso dell oggetto e le sue componenti p(parallelo) e p(perpendicolare) b. Quanto vale la forza d attrito sull oggetto? c. Quanto vale la forza risultante? d. Quanto vale la sua accelerazione? e. Quanto vale lo spazio percorso in 4 secondi? 4) Luca (68 kg) è fermo davanti a Sara (53 kg) sui pattini in una pista di pattinaggio sul ghiaccio. Sara spinge Luca con una forza di 35 N per un istante lungo 1,8 s. a. Perché anche Sara accelera? b. Quanto vale l accelerazione con cui si muovono i due ragazzi? c. Quanto spazio percorrono i due ragazzi durante la spinta? d. A che distanza l uno dall altro si trovano dopo 4 secondi dall istante in cui inizia la spinta? 5) Una forza di 8 N spinge due scatole dai massa m1= 4,5 kg e m2= 8 kg, come mostrato in figura. Determina la forza di contatto tra la scatola 1 e la scatola 2 e la forza di contatto tra la scatola 2 e la scatola 1 6) Per mantenere un certo corpo in moto con velocità costante su un piano orizzontale che presenta attrito costante occorre esercitare una forza di 8 N. Si osserva che se lo si lascia libero dopo avergli dato la velocità di 4m/s, esso si ferma dopo 5s. a. quanto vale la forza di attrito? b. quale è la massa del corpo?
7) Si sa che per far scivolare un pesante tavolo su un pavimento con velocità costante occorre applicare una forza di 300N. a. quanto vale la forza di attrito? b. se la massa del tavolo è pari a 50 kg, quanto vale il coefficiente di attrito? 8) Una forza di 1 N agisce per 0,5 s su una sfera metallica ferma, di massa 200g. Calcola: a. l accelerazione subita dalla sfera b. la velocità raggiunta dalla sfera quando cessa l azione della forza ESERCIZI LAVORO ED ENERGIA 1) Una forza costante F di intensità 20 N è applicata ad un corpo che si sposta lungo un tratto rettilineo lungo 80 m. Calcolare il lavoro della forza F se: a. forza e spostamento sono paralleli e concordi b. forza e spostamento sono perpendicolari c. =30 d. =120 e. =163 2) Uno slittino di massa 10 kg viene trascinato da una forza costante di 50 N che agisce in direzione parallela al piano su cui avviene il movimento. Il coefficiente di attrito tra slittino e piano vale 0.1 e lo spostamento è di 2 m, calcolare: a. Il lavoro fatto dalla forza d attrito b. Il lavoro fatto dalla forza applicata c. Il lavoro totale fatto sullo slittino. 4) Un bambino abita al secondo piano di un edificio. Tiene un braccio fuori dal terrazzo e sorregge un pallone con la mano. L altezza della mano rispetto al suolo è 8 m, la massa del pallone è di 500g. a. Qual è il lavoro che esercita il bambino mentre tiene fermo il pallone? b. Qual è il lavoro che fa la forza di gravità se il bambino lascia cadere il pallone? 6) Un corpo di massa 20 Kg animato da una velocità di 15 m/s viene sottoposto all azione di una forza avente direzione e verso coincidenti con quelli della sua velocità e dopo un tratto di 5m acquisisce una nuova velocità di 25 m/s. Determina: a. il lavoro svolto dal motore b. il valore della forza che ha prodotto la variazione della velocità 7) Un automobile di massa 900 kg viaggia ad una velocità di 60 km/h e frena in uno spazio di 50 m. Calcola: a. il lavoro svolto dai freni b. la forza esercitata dai freni
8) Un carrello viene fatto strisciare su un piano inclinato 30 sull orizzontale per portarlo ad un altezza di 4,8 m. Sapendo che il coefficiente di attrito vale 0,5 e che la massa vale 50 kg, calcola: a. la minima forza per farlo salire b. il minimo lavoro necessario per farlo salire 9)Un carrello viene fatto strisciare su un piano inclinato 25 sull orizzontale per portarlo ad un altezza di 4,8 m. Sapendo che il coefficiente di attrito vale 0,8 e che la massa vale 60 kg, calcola: a. la minima forza che è necessario applicare al corpo per farlo salire lungo tutto il pia b. il minimo lavoro necessario per farlo salire c. la minima forza necessaria ed il minimo lavoro necessario nel caso in cui il carrellino venisse trainato in discesa lungo lo stesso piano inclinato 10) Un carrellino di massa m =110 kg viene lanciato in assenza di attrito lungo il seguente percorso curvilineo. Trova i parametri mancanti, ossia determina per ogni punto i valori di Ep, Ec, EM, h,v. 10) Un ragazzo lascia cadere un pallone di 200 g da un'altezza di 10 m. Il pallone rimbalza e riparte con una velocità di 8,8 m/s. Riesce a ritornare nelle mani del ragazzo? Se non dovesse riuscirci, di quale velocità avrebbe bisogno? ESERCIZI SU CALORIMETRIA 1) La lunghezza delle rotaie della linea ferroviaria Bari-Lecce è circa lo = 155 km. Sapendo che per l acciaio è: λ =10,5 10-6 C-1 e supponendo chele rotaie siano saldate con continuità, calcola di quanto dovrebbe variare la lunghezza complessiva se la variazione stagionale di temperatura è di 40 C. 2) Un tubicino di vetro pirex (λ =3 10-6 C-1) contiene, completamente pieno, 60 cm3 di mercurio (k =1,8 10-4 C-1 ) alla temperatura di 15 C. Se viene riscaldato a 40 C quanto mercurio fuoriesce dal tubicino? 3) Una padella di alluminio (λ =24 10-6 C-1) di diametro 23 cm e di altezza 6 cm è riempita fino
all orlo di acqua (k =0,21 10-3 C-1 ). La temperatura iniziale sia della padella che dell acqua è 19 C. La padella viene quindi riscaldata fino a 88 C. L acqua traboccherà dalla padella? Se sì di quanto? 4) Al mattino presto, con una temperatura di 5 C, si fa il pieno di benzina (k =0,95 10-3 C-1 )in una macchina che ha un serbatoio d acciaio (λ =12 10-6 C-1) di 51 l.più tardi nella giornata la temperatura raggiunge i 25 C. Di quanto aumenta il volume della benzina?n E il volume del serbatoio? Quanta benzina fuoriesce? 5) A un blocco di alluminio (c =900 J/ Kg C) di 111 g che si trova a 22,5 C vengono trasferiti 79,3 J di calore. Quale temperatura raggiunge? 6) Quanto calore è necessario per aumentare di 15 C la temperatura di una palla di vetro (c =837 J/ Kg C) di 55g? 7) Un corpo di massa 250 g e calore specifico c = 0,80 J/ g C viene immerso in 150 g di acqua che sono contenuti in un calorimetro delle mescolanze alla temperatura di 20 C. La temperatura iniziale del corpo è di 120 C. Determina la temperatura di equilibrio 8) Un calorimetro contiene 300 g di acqua alla temperatura di 10 C. In esso viene introdotta una massa di 200 g di liquido alla temperatura di 80 C e si osserva che la temperatura di equilibrio della mescolanza è di 30 C. Determina il calore specifico del liquido 9) La mamma deve preparare il bagnetto a Luca alla temperatura ottimale di 27 C. Se ha già messo nella vaschetta 10 l di acqua alla temperatura di 32 C quanta acqua fredda a 20 C deve aggiungere? 10) Un gioielliere vuole raffreddare un monile d argento che ha da pco colato in uno stampo immergendolo in acqua inizialmente a 27 C. Se la massa dell argento è 200 g, il suo calore specifico è di 235 J/Kg C, la sua temperatura iniziale è di 150 C, e la temperatura di equilibrio è di 31 C, determina la massa di acqua necessaria, supponendo nulle le dispersioni di calore.