Esame del 08 Febbraio 2012
Corso di Laurea in Fisica
Compito scritto di Fisica Generale I
M.G. Grimaldi – A. Insolia
Per la prova in itinere svolgere i problemi 1, 2, 3 (tempo 2h)
Per la prova completa svolgere i problemi 2, 3, 4, 5 (tempo 3h)
Problema n.1↵
Un bombardiere in picchiata con un angolo di 56° rispetto alla verticale, lascia cadere una bomba dall’altezza di 730 m per colpire un bersaglio che si trova ad una distanza orizzontale di 500 m dal punto di sgancio. La bomba colpisce il suolo 5.10 s più tardi mancando il bersaglio. Determinare:
- Il modulo della velocità del bombardiere.
- La distanza orizzontale a cui la bomba tocca terra rispetto al bersaglio.
- L’angolo della velocità al suolo rispetto all’orizzontale.
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Problema n.2↵
Due corpi sono collegati da un filo come in figura; le masse valgono \(m_1=14 \; kg\), \(m_2 = 2 \; kg\), l’angolo di inclinazione del piano è ϑ=30°. Il corpo \(m_2\) è anche legato al suolo da una molla di costante elastica k = 100 N/m e lunghezza a riposo nulla. Nella situazione della figura l’allungamento della molla è \(l=0.2 \; m\) e il sistema è in quiete perché \(m_1\) è bloccato da un appoggio.
- Calcolare la tensione del filo e la componente parallela al piano inclinato della reazione dell’appoggio.
- Se ad un certo istante viene levato l’appoggio, calcolare l’accelerazione iniziale del sistema e quale sarà la massima estensione della molla. Si supponga trascurabile ogni attrito.
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Problema n.3↵
Un’asta di massa \(m = 3 \; kg\) e lunghezza \(l = 30 \; cm\) è inizialmente ferma su un piano orizzontale liscio. Due punti materiali di masse \(m_1 = 2 \; kg\) e \(m_2 = 1 \; kg\) si muovono con la stessa velocità \(v_0 = 4 \; m/s\) secondo la direzione e versi indicati in figura. Ad un certo istante entrambi urtano l’asta rispettivamente a distanza \(d_1 = 10 \; cm\) e \(d_2 = 5 \; cm\) dal centro dell’asta e vi rimangono attaccati. L’asta è libera di muoversi sul piano. Determinare:
- La velocità di traslazione del sistema dopo l’urto;
- La velocità angolare del sistema dopo l’urto.
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Problema n.4↵
Un serbatoio è riempito d’acqua fino all’altezza H. Un foro è praticato su una delle pareti laterali ad un profondità h dalla superficie dell’acqua. Determinare:
- La distanza dal piede della parete alla quale il getto d’acqua uscente dal foro urta il pavimento.
- A che profondità bisognerebbe fare un foro affinché il getto uscente cada al suolo il più lontano possibile dal fondo del serbatoio.
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Problema n.5↵
Due moli di un gas ideale biatomico passano dallo stato termodinamico A, \(T_A=400 \; K\), allo stato B, \(T_B=300 \; K\), tramite una espansione adiabatica reversibile e successivamente allo stato C, \(T_C=100 \; K\), tramite una trasformazione isocora reversibile. Si determini per il processo ABC:
- Il diagramma delle trasformazioni nel piano pV;
- Il lavoro compiuto dal gas;
- La quantità di calore scambiata, in modulo e segno;
- La variazione di entropia del sistema;
- La variazione di energia interna del sistema.
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