Esame del 25 Settembre 2019
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↵
Due sfere sono sospese tramite due fili paralleli di uguale lunghezza in modo tale che siano in contatto tra loro. La massa della prima sfera sia \(m_1=0.4 \; kg\) e quella della seconda sia pari a \(m_2=0.2 \; kg\). La prima sfera viene spostata dalla posizione di equilibrio, sempre mantenendo il filo teso, in modo tale che il suo centro di massa salga di 7.0 cm e viene in seguito lasciata libera di muoversi. A quale altezza risaliranno le due sfere dopo la collisione se l’urto è elastico?
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Problema n.2↵
Un disco ed una sfera omogenei di pari raggio e massa, si muovono con velocità del centro di massa rispettivamente \(v_D\) e \(v_S\), e si trovano a risalire un piano inclinato, rotolando senza strisciare. Determinare quanto vale il rapporto \(v_D/v_S\) affinché raggiungano la stessa quota h.
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Problema n.3↵
Si consideri un tubo ad U, aperto da entrambi i lati, contenente acqua. Successivamente si aggiunge, da un lato del tubo, del liquido immiscibile con l’acqua di densità incognita ρx. Il liquido forma una colonna alta d=4 cm (si veda la figura). Sapendo che la differenza tra le quote delle superfici libere dei liquidi nei due rami è pari a Δh=6 cm, si determini \(ρ_x\). (densità acqua \(ρ_a=1 \; g/cm^3\)).
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Problema n.4↵
Una mole di gas perfetto biatomico compie un ciclo motore reversibile ABCA costituito da una espansione isobara AB, una espansione adiabatica BC ed una compressione isoterma CA che chiude il ciclo. Sapendo che \(V_B / V_A=3\), determinare:
a) il grafico del ciclo nel diagramma pV b) il rendimento del ciclo. c) La variazione di entropia del gas in un ciclo. e) La variazione di entropia del gas nel ramo CA.
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Problema n.5↵
Calcolare la variazione di energia libera (o potenziale di Helmholtz) ΔF in una trasformazione reversibile isoterma di una mole di gas ideale alla temperatura T=300 K, nella quale il volume del gas raddoppia.
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