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Academic year: 2021

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Fisica per scienze biologiche

A.A. 2017/18 - Esame 09.02.2018

Matricola Nome Cognome

Da consegnare insieme al foglio con le soluzioni, risolvere almeno 2 problemi Nota: nel risolvere gli esercizi ricordati che saranno valutati:

• La capacità di analizzare le domande e proporre ipotesi interpretative.

• L’applicazione di modelli fisici adeguati alla situazione proposta.

• La correttezza dello svolgimento e l’uso di adeguati strumenti grafici e/o matematici

• Capacità di argomentare le scelte, commentare la soluzione e valutare i risultati

1. Misurando l’assorbimento di ossigeno, i fisiologi della medicina sportiva hanno trovato che la potenza media sviluppata dai maratoneti è esprimibile approssimativamente con

= − (1

dove m è la massa e v la velocità sostenuta. Le costanti e le costanti valgono in media b = 4.3 J/(kg m) e c = 1.9 W/kg. Sapendo che la distanza della maratona è L

M

=42.5 km:

- valuta l’energia spesa da un maratoneta di 60 kg che percorre la maratona in 3 ore

- Come varia l’energia spesa dal maratoneta in funzione della sua massa, della velocità media sostenuta e della lunghezza del percorso? Usa un’espressione letterale tipo la (1) per esprimere l’energia totale spesa in funzione di v, L

M

, m, b, c

- Discuti l’espressione trovata e traccia un grafico dell’energia spesa in funzione della velocità del corridore (usa valori ragionevoli per v).

2. Una goccia di pioggia cade con velocità costante per effetto delle forze di attrito proporzionali al quadrato della velocità di caduta

= (2

- Esprimi la costante k in funzione della massa, della velocità della goccia e dell’accelerazione di gravità g.

- Esprimi l’energia cinetica della goccia in funzione di k, della velocità e dell’accelerazione di gravità g.

- Valuta la costante k per una goccia di pioggia assumendo valori ragionevoli per la massa e la velocità della goccia.

3. Un defibrillatore medico può accumulare 1150 J di energia in un condensatore da 0.215 mF:

- Qual è la tensione ai capi del condensatore?

- Se il condensatore scarica 310 J di energia in 2.1 ms, quale potenza media viene trasferita in questo intervallo di tempo?

- Se il condensatore è completamente carico, dopo un tempo di scarica di 1.1 ms, di quanto è variata

la capacità del condensatore? Perché?

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