Corso di Recupero: Fisica per scienze biologiche
A.A. 2015/16 - Esame 15.06.2016
1. Una massa M è sospesa al soffitto tramite due funi fissate nei punti A e B come in figura.
a) indica le forze (peso e tensioni) che agiscono sul punto C
b) Calcola la tensione di ciascuna fune per M=15kg e θ=20°
2. Una ragazzo scende lungo uno scivolo dell’acquapark, dopo una breve fase di accelerazione procede con velocità costante fino alla fine dello scivolo, in questa seconda fase (a velocità costante):
a) La sua energia cinetica è: costante, aumenta o diminuisce? La sua energia potenziale è costante, aumenta o diminuisce? La risultante delle forze sul ragazzo è: nulla, in direzione del moto, opposta alla direzione del moto? Motiva brevemente le risposte.
b) Se la massa del ragazzo è M=65 kg, lo scivolo è alto h=6 m e la velocità con cui arriva alla fine dello scivolo è v = 5 m/s puoi calcolare il lavoro delle forze di attrito?
3 Un lampadario di massa 1.2 Kg viene è sospeso ad una molla di costante elastica K attaccata al soffitto e la molla si allunga di 15 cm.
a) Quanto vale la costante elastica della molla?
b) Quanto vale l’energia della molla?
c) Il lampadario viene tirato verso verticalmente il basso di ulteriori 5 cm e lasciato. Quali sono periodo e frequenza delle oscillazioni?
4. Durante un’esercitazione un sub deve sollevare una pietra di massa 20 kg dal fondo di una piscina.
La densità della pietra è 2.5 volte la densità dell’acqua.
a) Quale è la forza che deve esercitare il sub?
• 200 N
• 500 N
• 650 N
• 120 N
• 12 N
Motiva la tua risposta discutendo le forze agenti sulla pietra quando è completamente sommersa.
b) Quando 1/2 del volume della pietra si trova fuori dell’acqua quale forza deve applicare il sub per non farla riaffondare? Motiva la risposta.
5. La portata media del sangue attraverso l’arteria aorta vale circa 4.2 x 10-6 [m3 s-1] e il raggio dell’aorta è circa 1.3 x 10-2 [m].
a) Calcolare la velocità media del sangue nell’aorta.
b) Calcolare la caduta di pressione lungo un tratto di 0.1 [m] considerando un flusso stazionario, non vorticoso e senza attrito.
c) Cosa ti aspetti succeda nel caso reale, ovvero senza trascurare gli effetti dell’attrito?
6. Un normale phon per capelli alimentato dalla normale tensione di rete (220 V) ha una potenza di 450 W.
a) Quanto vale la resistenza del riscaldatore?
b) Se per sbaglio lo alimentassi con una tensione di 120 V, quanto varrebbe la potenza dissipata? E la corrente nella resistenza?
7. La lunghezza d’onda della luce gialla del sodio in aria è 0.589 µm, a) Qual è la sua frequenza?
b) Qual è la sua lunghezza d’onda nel vetro (indice di rifrazione nvetro=1.52)?
c) la velocità della luce nel vetro?
8) Il campo elettrico all’interno membrana che separa l’interno di una cellula biologica dall’esterno è approssimativamente 8x106 V/m ed è approssimativamente uniforme in tutto lo spessore.
a) Se la membrana è spessa 10 nm qual è la differenza di potenziale attraverso la membrana?
b) Quale è la pressione elettrostatica tra le due superfici?
Nota: Oltre alle conoscenze specifiche (formule!) saranno valutati:
• l’abilità di costruire modelli basati su principi e leggi della fisica argomentando le scelte e le ipotesi;
• la capacità di riconoscere i parametri fisici coinvolti, effettuare approssimazioni, stimare/calcolare le grandezze utilizzate;
• L’uso appropriato del linguaggio scientifico e dei concetti delle Fisica
• L’analisi critica dei risultati ottenuti.
