Prova di
Fisica Generale Edile Architettura 2 ottobre 2017
Cognome e Nome_________________________________________
Matricola_________________________________________
Nota Bene: Fornire le risposte richieste negli spazi disponibili nei fogli della traccia. Nelle domande in cui viene chiesto di calcolare un valore numerico, riportare sia il valore numerico ma anche l’espressione che avete utilizzato per il calcolo.
Problema 2Problema 1
Una palla di 1 Kg è attaccata ad una fune lunga 120 cm.
L’altro capo della corda è attaccato al soffitto nel punto O,
Si indichi con θ l’angolo formato dalla corda tesa con la verticale passante per il punto di sospensione O.
1.1 Disegnare il sistema mettendo indicando l’angolo θ e le forze che agiscono sulla palla.
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1.2 Per quale valore dell’angolo θ la palla è in equilibrio?
1
1.3 Quanto vale in questo caso la tensione nella fune?
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Supponiamo ora di lasciar cadere con velocità iniziale nulla la palla quando la fune (tesa) è orizzontale ( θ=90°). Trovare, in funzione dell’agolo θ,…
1.4 … l’espressione dell’energia potenziale della palla.
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1.5 … l’espressione della sua velocità.
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1.6 … l’espressione della velocità angolare.
1
1.7 … l’espressione dell’accelerazione tangenziale.
1
1.8 … l’espressione dell’accelerazione normale.
1
Problema 2
Un’asta omogenea di massa M=2 kg e lunghezza L =1,0 m può ruotare liberamente attorno ad un cardine attaccato al muro come in figura. L’asta viene tenuta orizzontalmente mediante una fune attaccata alla parete ed all’estremità della asta.
L’angolo formato tra la fune e l’asta è di 45°.
2.1 Scrivere le condizioni (necessarie) perhè l’asta sia ferma in equilibrio.
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2.2 Determinare la tensione nella fune all’equilibrio;
1
Ad un certo istante la fune viene tagliata e l’asta lasciata libera di andare. Al
momento del rilascio determinare:
2.3 l’accelerazione angolare dell’asta;
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2.4 La componente verticale ed orizzontale della velocità del centro di massa dell’asta;
2.5 La componente verticale ed orizzontale dell’accelerazione del centro di massa dell’asta;
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1.9 Per quale valore dell’angolo θ il modulo della tensione è uguale al doppio del modulo della forza peso?
1
1.10 Determinare il lavoro fatto dalla forza peso mentre la palla si sposta dalla posizione iniziale ( θ=90°) alla posizione determinata al punto precedente.
1
1.11 Determinare il lavoro fatto dalla tensione sullo stesso percorso.
1
1.12 Determinare il valore della forza applicata al soffitto (nel punto O) quanda la palla si trova nellaposizione angolare determinata al punto 1.9
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M
L
2.6 La componente verticale ed orizzontale della reazione vincolare esercitata dal cardine attorno a cui l’asta ruota,
1
L’asta ruotando attorno al cardine tende a disporsi verticalmente.
Determinare un istante prima che l’asta sbatta contro la parete verticale:
2.7 La velocità angolare dell’asta
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2.8 Il modulo della velocità del suo centro di massa.
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2.9 La componente tangenziale e Normale dell’accelerazione del centro di massa
1
4,10 La componente orizzontale e verticale dell’accelerazione del centro di massa
1
2.11 La componente orizzontale e verticale della reazione vincolare
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2.12 Il lavoro fatto dalla forza peso tra il momento del taglio della fune e il momento in cui sbatte contro al parete verticale.
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2.13 Il lavoro fatto dalla reazione vincolare tra gli stessi istanti.
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Problema 3
Una piccola scatola cilindrica di massa m =0.2 kg è premuta contro una parete verticale applicando una forza orizzontale, di intensità pari a F=5 N, al centro della scatola. Sotto l’azione della forza applicata, la scatola rimane ferma a causa dell’attrito tra la scatola e la parete verticale.
3.1 Fare un disegno del sistema indicando le forze che agiscono sulla scatola.
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3.2 Indicare se si tratta di attrito statico o dinamico.
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3.3 Determinare il valore della forza di attrito.
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3.4 Determinare il minimo valore del coefficiente di attrito tra la parete e la scatola affinché la scatola resti ferma
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3.5 Determinare il valore della forza di attrito se si raddoppia il valore della forza con cui la scatola è premuta contro la parete?
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3.6 Quanto vale nei due casi la forza di attrito massima che la parete può esercitare sulla scatola (prendendo come coefficiente di attrito quello determinato al punto 3.4):
(F=5N ) (F=10N)
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Problema 10
Il punto i della figura rappresenta lo stato iniziale di un gas ideale biatomico alla temperatura T.
Trovare le espressioni richieste in funzione di T, ΔT, n ed R.
10.1 Quanto calore assorbe il gas nella trasformazione i-a?
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10,2 Quanto calore assorbe il gas nella trasformazione i-b?
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10.3 Quanto lavoro compie il gas nella trasformazione i-a?
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10,4 Quanto lavoro compie il gas nella trasformazione i-b?
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10,5 Per quale trasformazione la variazione di energia interna è maggiore?
❏ trasformazione i-a
❏ trasformazione i-b
❏ la variazione di energia interna è la stessa per entrambe le trasformazioni.
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