1.1 Grandezze vettoriali e scalari.

       Composizione e scomposizione di vettori

1.2 Forze elastiche e legge di Hooke

1.3 Interazione gravitazionale e forza peso

1.4 Reazioni vincolari

1.5 Forza di attrito radente massima.

      Coefficiente d’attrito statico e dinamico.

      Attrito volvente

1.6 Altre forze.

I numeri si riferiscono ai capitoli e ai paragrafi del volume C

PORTARE FOGLI DA PROTOCOLLO E CALCOLATRICE

Ognuno deve saper usare la sua calcolatrice!!!

la griglia di correzione e valutazione;

 il testo del compito svolto l'11/10/2010 in 2Ai;

 il testo del compito svolto il 14/10/2010 in 2Bi.

Somma fra forze. Le leve. Piano inclinato e legge di Hooke. Pressione e spinta di Archimede

Calore e temperatura. Equilibrio termico. Dilatazione. Cambiamenti di stato.

Leggi dei gas. Cambiamenti di stato.

Moti rettilinei. Ottica.

1°  Compito Ottobre 2002

2°  Compito Dicembre 2002

Esercizi per Natale

3° Compito gennaio 2002

Ottica e termologia

Ottica 2

Ricordati come si risolve un problema

Costanti: M_T = 5,98·10²⁴ kg; R_T = 6,38·10⁶ m; G = 6,67·10^-11 Nm²/kg² ; g = 9,8 m/s².

Determinare perimetro e area di un rettangolo di dimensioni (2,85± 0,03) cm e (4,25± 0,06) cm (punti 1)

Eseguire la somma fra due forze sapendo che F₁=18 N e F₂=20 N nelle ipotesi che le forze siano: a) concordi; b) discordi; c) perpendicolari; d) formanti un angolo di 150°, (punti 2)

Sapendo che la distanza fra la forza F=200 N e la resistenza R=800 N è di 2,45 m rappresentare le forze quando la leva è in equilibrio e calcolare il braccio della resistenza b_R e il braccio della forza b_F nelle ipotesi che la leva sia: a) di I genere; b) di II genere; c) di III genere. (punti 2)

Un cubo (lato = 18 cm) di alluminio (densità = 2900 kg/m³) è trattenuto, su un piano inclinato formante 30° con l'orizzontale, da una molla (costante elastica 1,28 kN/m). Rappresentare graficamente la forza elastica F_e e la deformazione della molla D x Determinare: a) il volume in litri del cubo; b) la massa in chilogrammi; c) il peso in kN; d) l’allungamento D x della molla in centimetri; (punti 2)

Determinare la pressione che esercita su un piano orizzontale un cubo di lato (28± 3) cm e densità 8900 kg/m³. Determinare, trascurando l'errore, la percentuale di volume immerso quando il cubo è posto nel mercurio (13600 kg/m³). (punti 2,5)

Determinare la densità che deve avere un liquido affinché la percentuale emersa di un corpo A che pesa 120 N e ha un volume di 250 litri sia del 25%. Determinare il peso del corpo A quando la sua distanza dal centro della Terra è il doppio del raggio terrestre (punti 2,5)

Argomenti: Calore e temperatura. Equilibrio termico. Dilatazione. Cambiamenti di stato.

Un corpo, di una data sostanza, di massa 950 g si trova inizialmente a t°₁ = –180°C quindi vengono forniti 365,54 kJ di energia termica. Utilizzando i dati sottostanti rappresentare nel grafico Q-t° il comportamento della sostanza. Calcolare la temperatura finale t°₂.

Argomenti: Leggi dei gas. Cambiamenti di stato.

Determina il volume di 10 litri di gas che a pressione costante passano da 80°C a 20°C.

In una bombola un gas alla temperatura di –25 °C presenta una pressione di 2,5 atm, calcola la pressione alla temperatura di 65°C.

Un gas inizialmente alla pressione di 3,5 atm, mantenuto a temperatura costante, viene compresso da 12 litri a 8 litri calcola la nuova pressione.

Un gas occupa il volume di 5 litri alla temperatura –33°C alla pressione di 8,5 atm, calcola la nuova temperatura (in gradi celsius) quando occupa il volume di 15 litri alla pressione di 5,8 atm.

Ricava la formula della legge sui volumi dei gas (nella temperatura assoluta) a partire dalla legge sulla variazione dei volumi dei gas (nella temperatura centigrada)

Un corpo, di una data sostanza, di massa 95 g si trova inizialmente a t°₁ = –80°C e lo si porta a t°₂ = 50°C. Utilizzando i dati sottostanti rappresentare nel grafico Q-t° il comportamento della sostanza. Calcolare l’energia termica fornita.

calore specifico allo stato solido= 590 J kg^-1 °C^-1;

calore specifico allo stato liquido= 1980 J kg^-1 °C^-1.

Verifica di FISICA di Maggio 2002

Argomenti: Moti rettilinei. Ottica.

Un treno parte dalla stazione A verso la stazione B distante 800 km con velocità costante di 90 km/h. Dopo 15 minuti dalla stazione B un treno parte, su un binario parallelo al primo, verso la stazione A alla velocità costante di 150 km/h. Quando e dove si incontrano? Rappresentare i moti nello stesso diagramma s-t.

Un’auto viaggia su una strada rettilinea alla velocità costante di 90 km/h per 10 secondi, poi in 5 secondi porta la sua velocità a 30 m/s, modifica ancora il moto fermandosi in 20 secondi. Calcolare: a) le due accelerazione dell’auto; b) lo spazio totale percorso; c) la velocità media nell’intero tratto. Rappresentare il moto nei diagrammi s-t, v-t e a-t.

Dalla terrazza di un grattacielo alto 250 m, un oggetto viene lanciato verso l’alto alla velocità di 120 km/h, raggiunge l’altezza massima e poi ricade nella strada sottostante. Calcolare l’altezza massima raggiunta, il tempo di volo e la velocità d’impatto sulla strada sottostante. Rappresentare il moto nei diagrammi spazio-tempo, velocità–tempo e accelerazione – tempo.

1. Un raggio di luce incide con un angolo di 40° sopra una lastra trasparente (n=1,75) a facce piane parallele. Sapendo che lo spessore D della piastra è di 20 cm calcolare lo spostamento d fra il raggio incidente e quello emergente..

2. Un pennello di luce passa dall’olio (n_o = l,67) all’acqua (n_a = 1,32) e dall’acqua al vetro (n_v= 1,53). Rappresentare graficamente e calcolare gli angoli di rifrazione nell’acqua e nel vetro sapendo che l’angolo di incidenza nell’olio è 35°.

M_T = 5,98·10²⁴ kg; R_T = 6,38·10⁶ m; G = 6,67·10^-11 Nm²/kg² ; k= 9·10⁹ Nm²/C² ; g = 9,8 m/s².

Determinare perimetro e area di un rettangolo di dimensioni (2,85± 0,09) cm e (3,25± 0,08) cm (punti 2)

Eseguire la somma fra due forze sapendo che F₁=48 N e F₂=36 N nelle ipotesi che le forze siano: a) concordi; b) discordi; c) perpendicolari; d) formanti un angolo di 120° (punti 2)

Sapendo che nei vertici A, B e C del quadrato ABCD di lato 20 cm sono poste le cariche q_A=24mC, q_B=350nC e qC=-18mC rappresentare le singole forze agenti su q_B, determinare le loro intensità, calcolare la risultante. (punti 2)

Un recipiente vuoto pesa 4,8 kg e pieno di olio (densità 890 kg/m³) pesa 69,8 kg. Calcolare i litri di olio contenuti nel recipiente tenendo conto degli errori. La sensibilità della bilancia è di 100g. (punti 2)

Una molla si allunga di 15 mm quando viene appesa una massa di 25 g. Calcolare: a) la forza che agisce sulla molla; b) il coefficiente di elasticità della molla; c) tenere conto della propagazione dell’errore nel calcolo della forza; d) tenere conto della propagazione dell’errore nel calcolo del coefficiente di elasticità. (punti 2)

Determinare la densità che deve avere un liquido affinché la percentuale emersa di un corpo A che pesa 120 N e ha un volume di 250 litri sia del 25%. Determinare il peso del corpo A quando la sua distanza dal centro della Terra è il doppio del raggio terrestre (punti 2)

Verifica di FISICA di Dicembre 2002

Argomenti: Calore e temperatura. Equilibrio termico. Dilatazione.  

 Quesito 1

Una sbarra cilindrica di piombo di raggio 4 cm lunga 1,2 m ha la superficie laterale isolata termicamente mentre una estremità è posta nel ghiaccio a -10°C e l’altra estremità è posta in un forno alla temperatura costante di 120°C. Calcolare calore trasportato da una estremità all’altra in due minuti.

Quesito 2

Un blocco di rame di 250 g alla temperatura di -20°C e un altro blocco di 120 g di piombo alla temperatura di 150°C vengono posti in 5 litri di acqua alla temperatura di 20°C. Determinare la temperatura di equilibrio trascurando le dispersioni.

Quesito 3

Una sbarra di ferro lunga 12 m e di sezione 48 cm² che si trova inizialmente a –28°C viene portata alla temperatura di 60°C. Determinare la nuova lunghezza e la spesa necessaria in euro (1kwh costa 0,85 Euro; 1 kWh=3,6 MJ)

Quesito 4

Un cubo di piombo di lato 12cm si trova inizialmente a t°₁ = –80°C viene immerso in un recipiente termicamente isolato contenete 5 litri di alcol etilico. Determinare la temperatura iniziale dell’alcol etilico sapendo che la temperatura di equilibrio è di 15°C.

Quesito 5

Un blocco di rame immerso in acqua vede diminuire il suo peso di 0,15N e raggiunge la temperatura di 18°C, successivamente viene riscaldato utilizzando la quantità di calore Q fino a 80°C quindi collocato in un recipiente termicamente isolato contenente 250 cm³ di acqua a 15°C. Determinare: a) la quantità di calore Q utilizzata per portare il rame a 80°C; b) la variazione del suo volume; c) la temperatura di equilibrio trascurando le dispersioni.

Quesito 6

Una parete (3,2 m · 2,8 m) è formata da mattoni (spessore 18 cm). Calcolare: a) la resistenza termica della parete; b) la corrente termica che attraversa la parete quando la temperatura interna è di 20°C e quella esterna è di – 10°C; c) il calore che attraversa la parete in una notte invernale (12 ore). Calcolare quantità di calore che si disperde nelle stesse condizioni se si isola la parete con uno strato di sughero (spessore 3 cm)

Conduttività termica in (W m^-1 °C^-1):   k_mattoni= 0,7 ;  k_sughero= 0,04.

Esercitazione per Natale 2002

1. 5 litri di ossigeno mantenuti a temperatura costante vengono portati da 0,5 atm a 2 atm. Determinare il nuovo volume.

   sugg.: si tratta di una trasformazione nella quale rimane costante ...... pertanto è regolata dalla formula ..... che adattata al caso in esame diventa..... quindi ricavo il termine incognito con .....

    

   ---

2. 5 litri di ossigeno mantenuti a pressione costante vengono portati da 177°C a -23°C. Determinare il nuovo volume.

    

   sugg.: si tratta di una trasformazione nella quale rimane costante ...... pertanto è regolata dalla formula ..... che adattata al caso in esame diventa..... quindi ricavo il termine incognito con .....

    

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3. Il gas che si trova in una bombola inizialmente a -3°C e a 0,4 atm viene portato a 77°C . Determinare la nuova pressione.

    

   sugg.: si tratta di una trasformazione nella quale rimane costante ...... pertanto è regolata dalla formula ..... che adattata al caso in esame diventa..... quindi ricavo il termine incognito con .....

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4. Il gas che si trova in una bombola inizialmente a -3°C e a 0,2 atm dopo un aumento di temperatura presenta la pressione di 2,5 atm . Determinare la nuova temperatura.

    

   sugg.: si tratta di una trasformazione nella quale rimane costante ...... pertanto è regolata dalla formula ..... che adattata al caso in esame diventa..... quindi ricavo il termine incognito con .....

    

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5. Un gas passa da 2 atm a 5 atm raddoppiando il volume e raggiungendo la temperatura di 127°C. Determinare la temperatura iniziale in °C.

    

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6. Determinare la pressione esercitata da due moli di ossigeno contenute in un cubo di lato 20 cm alla temperatura di -73°C.

    

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7. 200 grammi di ghiaccio fondente sono posti in 2 litri di acqua a 18 °C. Determinare la temperatura di equilibrio. (Attenzione: c’è un passaggio di stato)

    

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8. Determinare l’energia termica necessaria per portare 5 kg di ghiaccio da -20°C  a 120°C.

 Calore e temperatura. Equilibrio termico. Legge dei gas.

 R=0,0821 atm·l/mol·K=8,316J/mol·K;  1 atm= 1,013·10⁵ Pa

c_ghiaccio=2260 J/kg°C, c_vapore=5280 J/kg°C Cal. fus _ghiaccio=334 kJ/kg; Cal. vap._acqua=2257 kJ/kg

 Quesito 1

Una sbarra cilindrica di piombo (conducibilità termica 350 W/m°C) di raggio 8 cm lunga 1,5 m ha la superficie laterale isolata termicamente mentre una estremità è posta nel ghiaccio a -40°C e l’altra estremità è posta in un forno alla temperatura costante di 120°C. Rappresentare graficamente e calcolare il calore trasportato da una estremità all’altra in due minuti.[0,5]

Quesito 2

500 grammi di ghiaccio fondente sono posti in 5 litri di acqua a 20 °C. Determinare la temperatura di equilibrio.[0,5]

Quesito 3

Tre moli di un gas perfetto passano da 3 atm a 5 atm triplicando il volume e raggiungendo la temperatura di 127°C. Determinare la temperatura iniziale in °C e il volume iniziale.[1]

Quesito 4

Un cubo di rame di lato 15 cm alla temperatura di 50°C e un altro cubo di piombo di lato 8 cm alla temperatura di 90°C vengono posti, in un recipiente termicamente isolato, a contatto con 5 kg ghiaccio alla temperatura di -15°C. Determinare la temperatura di equilibrio (motivando la risposta) e la quantità di ghiaccio che si è fusa. [1]

Quesito 5

Determinare: a) la temperatura iniziale in °C di un gas che portato mediante una isobara a 27°C raddoppia il volume; b) la temperatura (in °C) alla quale si deve portare una bombola di gas affinché la pressione iniziale di 2,5 atm alla temperatura di 20°C si riduca a 2,2 atm; c) il numero di moli presenti in 50 litri di gas che si trovano alla pressione di 800 kPa e alla temperatura di 18°C.[1,5]

Quesito 6

Il peso di un cubo di rame diminuisce di 5N quando è in acqua alla temperatura di 8°C. Determinare: a) il lato del cubo; b) la quantità di calore Q necessaria per portare il cubo di rame a 20°C; c) la temperatura di equilibrio quando viene collocato in un recipiente termicamente isolato contenente 250 g di acqua a 85°C.[1,5]

Ottica 2

Quesito 1

a)       Calcolare la distanza dell’immagine sapendo che l’oggetto è posto a 80 cm da uno specchio convesso con raggio di curvatura di 60 cm. Rappresentare graficamente indicando i versi dei raggi luminosi.

b)       Calcola l’angolo di rifrazione nel secondo mezzo sapendo che l’angolo di incidenza nel primo mezzo è 54° e l’indice di rifrazione del secondo mezzo rispetto al primo è 0,89. Rappresentare graficamente indicando i versi del raggio luminoso.

c)       Calcola l’angolo limite fra vetro (n_v=1,5) e diamante (n_d=2,5) e rappresenta graficamente indicando i versi dei cammini ottici.

Quesito 2

Un oggetto alto 10 cm è posto a 40 cm da uno specchio sferico con raggio di curvatura pari, in valore assoluto, a 60 cm. Rappresentare graficamente. Calcolare: la distanza immagine-specchio, il fattore di ingrandimento e l’altezza dell’immagine. (INDICAZIONI OPERATIVE: Analizzare due casi distinti)

Quesito 3

Un pennello di luce passa dall'olio (n_o=1,65) all'acqua (n_a=1,33) e dall'acqua al vetro (n_v=1,53). Rappresentare graficamente e calcolare gli angoli di rifrazione nell’acqua e nel vetro sapendo che l'angolo di incidenza dell'olio è 42° e che le due superfici piane di separazione fra i due mezzi formano  un angolo a con a) a=90°; b) a=60°; c) a=60°.