Esercizi proposti durante le ore di esercitazioni di FISICA per il CTF Dalla cinematica alla termodinamica

Esercizi proposti durante le ore di esercitazioni di FISICA per il CTF

Dalla cinematica alla termodinamica

1) Una strada piana ha una curva di raggio 160 m. Sapendo che un’automobile la può affrontare alla velocità massima di 120 Km/h senza sbandare, si calcoli il coefficiente di attrito tra l’asfalto e le ruote. Si consideri poi una seconda automobile che abbia massa doppia della prima. In questo caso quale è la velocità massima per non sbandare?

(0.708)

2) Un corpo di massa m=2 Kg che si muove su un piano orizzontale liscio con velocità v=3 m/s urta una molla di costante elastica k=450 N/m vincolata ad un estremo ad un piano verticale. a) Trovare la massima compressione della molla. b) Supponendo che il piano orizzontale sia scabro e che il corpo urti con la molla con la stessa velocità di 3 m/s e che in queste condizioni esso provochi una compressione massima della molla x

di 18 cm, si determini il coefficiente di attrito dinamico tra il corpo ed il piano.

(20 cm; 0.48)

3) Un cubo di ferro (ρ

=7.86 g/cm

) di lato 0.5 m, viene collocato in una grande vasca di mercurio (ρ

=13.63 g/cm

). Il cubetto affonda o galleggia e perché? Se galleggiasse, mantenendosi parallelo al piano orizzontale, quale sarebbe la distanza tra la superficie del mercurio e la faccia inferiore del cubo?

(28.8 cm)

4) 2 moli di gas perfetto mono-atomico compiono il seguente ciclo termodinamico:

• espansione isoterma reversibile da A con V(A)=3 l e T(A)=30 °C, a B con V(B)=7 l

• espansione adiabatica irreversibile da B a C con V(C)=8.5 l

• compressione isoterma reversibile da C a D a T=0 °C

• trasformazione isocora reversibile da D ad A.

Si calcoli, dopo aver disegnato il ciclo nel piano P-V:

- il lavoro del gas nella trasformazione adiabatica irreversibile - il calore totale scambiato dal gas con l’esterno

- il lavoro totale compiuto (o subito) dal gas - il rendimento del ciclo

(748 J; 488 J; 0.19)

Esercizi svolti durante le ore di esercitazioni di FISICA per il CTF

Onde

1) Un aeroplano emette suoni con la potenza di 5 W. Qual è l’intensità sonora a 1m, 10 m e 1 Km? Se la soglia di udibilità è a 50 dB, a che distanza è udibile?

(116 dB; 96 dB; 56 dB; 1.99 Km)

2) Un filo di lunghezza l=10 m ha una densità lineare di massa µ= 9 10

Kg/m. Il filo è sottoposto ad una tensione τ=4 N. Calcolare il tempo impiegato a percorrere l’intero filo da un impulso generato ad un’estremità.

(0.47 s)

3) Il Do centrale ha una frequenza ν=261.6 Hz. In un concerto all’aperto si supponga spiri un vento di velocità v

=6 m/s diretto dal palco verso il pubblico. Quale variazione di frequenza del Do viene percepita dagli ascoltatori?

( ∆ν =4.56 Hz)

4) Una corda di violino è lunga 50 cm fra i punti fissi ed ha una massa di 2 g. La corda emette un La (440 Hz) quando viene suonata libera. Dove bisogna porre il dito per suonare un Do (528 Hz)?

(8.3 cm)