Corso: Fisica per scienze biologiche

Corso: Fisica per scienze biologiche

A.A. 2017/18 - Esame 20.09.2018

Matricola Nome Cognome

Da consegnare insieme al foglio con le soluzioni

1. Un ragazzo si trova sul seggiolino di una giostra come quella in figura, che ruota a velocità angolare costante ω. R è la distanza del seggiolino dall’asse di rotazione e θ l’angolo tra le funi che tengono il seggiolino e l’asse di rotazione.

a) Disegna i vettori delle forze agenti sul seggiolino:

T=tensione delle funi, P=forza peso, F

=forza centripeta

b) Valuta la Tensione delle funi (assumi un valore ragionevole per la massa del ragazzo).

c) Valuta la forza centripeta agente sul ragazzo.

d) Stima l’energia cinetica del ragazzo.

e) Dimostra che (g= accelerazione di gravità): tan

2. Un recipiente è riempito di acqua fino ad altezza h. Sul fondo sono praticati due piccoli fori A e B, il foro B è collegato ad un tubicino lungo L. Assumi l’acqua incomprimibile, i flussi laminari e trascura la variazione di quota (h) nel calcolare le velocità (c, d, e)

a) Esprimi la differenza di pressione tra la superficie dell’acqua e il fondo del recipiente in funzione della profondità e della densità dell’acqua.

b) Valuta la differenza di pressione tra superficie e fondo del recipiente se h=1 m

c) Esprimi la velocità dell’acqua all’uscita del buco A (profondità h) e all’uscita del tubicino B (profondità L) in funzione della profondità e della densità dell’acqua.

d) Come varia la velocità dell’acqua lungo il tubicino di lunghezza L? Perché?

e) Calcola la portata dell’efflusso di acqua attraverso il foro A se questo ha diametro 1 cm.

Nota: nel risolvere gli esercizi ricordati che saranno valutati:

• La capacità di analizzare le domande e proporre un’interpretazione valida in base a leggi e principi della Fisica.

• 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.