Esame del 6 Settembre 2017
Corso di Laurea in Fisica
Compito scritto di Fisica Generale I
M.G. Grimaldi – A. Insolia
Per la prova in itinere (2 ore) svolgere i problemi: 3, 4, 5
Per la prova completa (3 ore) svolgere i problemi: 1, 2, 3, 4
Problema n.1↵
Un blocchetto di massa m=0.2 kg scivola lungo una guida liscia ABC composta da un tratto AB circolare di raggio R=0.7 m, posto in un piano verticale, ed un tratto orizzontale BC di lunghezza R. Il blocchetto è inoltre agganciato ad una molla di lunghezza a riposo R e costante elastica k=7 N/m, vincolata all’ altro suo estremo nel centro O del tratto circolare (la molla quindi non esercita alcuna forza durante il moto da A a B). Il blocchetto parte con velocità iniziale nulla dal punto A posto sull’ asse y alla quota 2R (vedi figura).
Determinare:
- La velocità del blocchetto nel punto B e la reazione vincolare della guida in B su di esso immediatamente prima dell’ inizio del tratto orizzontale (si consideri quindi ancora circolare la traiettoria nell’ istante considerato).
- La velocità del blocchetto nel punto C alla fine del tratto orizzontale e la reazione vincolare su di esso in quel punto. Nel punto C il blocchetto si sgancia dalla molla e si stacca dalla guida, proseguendo il moto sotto l’ azione della sola forza peso e raggiungendo il suolo (y=0). Determinare:
- Il tempo di caduta del blocchetto dal momento del distacco dalla guida.
Visualizza le soluzioni
Non ancora disponibili :(
Se sei in possesso delle soluzioni, puoi valutare la possibilità di contribuire al progetto facendo click sull'icona di modifica in alto a destra () dopo aver creato un account GitHub.
Leggi di più su come contribuire.
Visualizza lo svolgimento
Non ancora disponibile :(
Se sei in possesso dello svolgimento, puoi valutare la possibilità di contribuire al progetto facendo click sull'icona di modifica in alto a destra () dopo aver creato un account GitHub.
Leggi di più su come contribuire.
Problema n.2↵
Un corpo rigido è costituito da due sbarrette sottili omogenee vincolate tra di loro di lunghezza AB=4l e CD=2l (l = 0.15 m) e massa rispettivamente \(m_{AB}\) e \(m_{CD}=5m_{AB}\). La sbarretta AB è orizzontale, mentre CD è verticale con il suo punto medio coincidente con A (vedi figura). Il corpo può ruotare attorno ad un asse orizzontale privo di attrito passante per il punto O della sbarretta AB che si trova a distanza l da A; il momento d’inerzia del corpo rigido rispetto all’asse passante per O è \(I_O = 0.405 \; kgm^2\). Il sistema è inizialmente fermo con il punto D appoggiato al suolo. Ad un certo istante, un proiettile di dimensioni trascurabili e massa \(m_p=m_{AB} /3\) urta il punto B in modo completamente anelastico con velocità istantanea verticale orientata verso il basso di modulo \(v_p\) e vi rimane attaccato. Determinare:
- la massa \(m_{AB}\) della sbarretta AB;
- il modulo \(v_p\) della velocità del proiettile un istante prima dell’urto sapendo che la velocità angolare del corpo rigido un istante dopo l’urto è pari a w’=3 rad/s;
- la distanza \(x_{CM}\) del centro di massa del sistema corpo rigido + proiettile rispetto ad O.
Visualizza le soluzioni
Non ancora disponibili :(
Se sei in possesso delle soluzioni, puoi valutare la possibilità di contribuire al progetto facendo click sull'icona di modifica in alto a destra () dopo aver creato un account GitHub.
Leggi di più su come contribuire.
Visualizza lo svolgimento
Non ancora disponibile :(
Se sei in possesso dello svolgimento, puoi valutare la possibilità di contribuire al progetto facendo click sull'icona di modifica in alto a destra () dopo aver creato un account GitHub.
Leggi di più su come contribuire.
Problema n.3↵
Una campana subacquea di peso \(P = 8 × 10^4 \; N\) e sezione laterale rettangolare di lati D e H (vedi la prima figura) viene calata, sostenuta da un cavo, in mare (vedi la seconda figura) tale che la sua base superiore disti L=1 m dalla superficie libera dell’acqua. Facendo riferimento alla figura e sapendo che i dati sono D=3 m, H=3 m, \(ρ_a=1.25 \; kg/m^3\) (densità aria), \(ρ_W=10^3 \; kg/m^3\) (densità acqua) si chiede (trattando l’aria come un gas ideale):
- a che altezza H’ sale l’acqua nella campana se la temperatura rimane costante (vedi la seconda figura);
- quale è la tensione (modulo e direzione) esercitata sul cavo di sostegno.
[Assumere che la densità dell’aria dentro la campana sia costante]
Visualizza le soluzioni
Non ancora disponibili :(
Se sei in possesso delle soluzioni, puoi valutare la possibilità di contribuire al progetto facendo click sull'icona di modifica in alto a destra () dopo aver creato un account GitHub.
Leggi di più su come contribuire.
Visualizza lo svolgimento
Non ancora disponibile :(
Se sei in possesso dello svolgimento, puoi valutare la possibilità di contribuire al progetto facendo click sull'icona di modifica in alto a destra () dopo aver creato un account GitHub.
Leggi di più su come contribuire.
Problema n.4↵
Una quantità n=2.00 moli di un gas ideale biatomico segue un ciclo reversibile formato da tre trasformazioni AB, BC, CA in cui AB è una compressione isobara, BC è una compressione adiabatica e CA è una espansione isoterma. Sapendo che nello stato A la pressione ed il volume del gas sono pari a \(p_A=6.00 \; atm\) e \(V_A=10.0 \; dm^3\) e \(p_C=3 p_A\), dopo aver disegnato il ciclo in un piano p-V, determinare:
- la temperatura del gas nello stato A;
- il volume e la temperatura del gas negli stati B e C;
- la variazione di entropia del gas nella trasformazione AB;
- il rendimento del ciclo.
Visualizza le soluzioni
Non ancora disponibili :(
Se sei in possesso delle soluzioni, puoi valutare la possibilità di contribuire al progetto facendo click sull'icona di modifica in alto a destra () dopo aver creato un account GitHub.
Leggi di più su come contribuire.
Visualizza lo svolgimento
Non ancora disponibile :(
Se sei in possesso dello svolgimento, puoi valutare la possibilità di contribuire al progetto facendo click sull'icona di modifica in alto a destra () dopo aver creato un account GitHub.
Leggi di più su come contribuire.
Problema n.5↵
Due corpi di capacità termica costante \(C=3×10^3 \; J/K\) sono inizialmente alla stessa temperatura \(T_i=450 \; K\), e sono collegati mediante una macchina termica ciclica.
- Si vuole raffreddare il primo dei due corpi ad una temperatura finale \(T_1=300 \; K\) e si trova che per farlo è necessario che la macchina termica compia un lavoro \(W=6×10^4 \; J\). Calcolare la temperatura \(T_2\) raggiunta dal secondo corpo quando il primo ha raggiunto la \(T_1\).
- Si supponga, ora, che la macchina termica sia reversibile e che abbia fatto raggiungere al corpo 1 la temperatura \(T_1=250 \; K\). Quanto lavoro ha compiuto sul sistema in questo caso?
Visualizza le soluzioni
Non ancora disponibili :(
Se sei in possesso delle soluzioni, puoi valutare la possibilità di contribuire al progetto facendo click sull'icona di modifica in alto a destra () dopo aver creato un account GitHub.
Leggi di più su come contribuire.
Visualizza lo svolgimento
Non ancora disponibile :(
Se sei in possesso dello svolgimento, puoi valutare la possibilità di contribuire al progetto facendo click sull'icona di modifica in alto a destra () dopo aver creato un account GitHub.
Leggi di più su come contribuire.