Esame di Fisica per Farmacia (canale B) e Scienze Naturali - 15 febbraio 2012
Nome...Cognome...Matricola...
Corso di laurea...Firma...
Compito numero 1
1) Il pungiglione di una zanzara esercita una pressione p sulla pelle. Calcolare la pressione in libbre/pollice quadro se una libbra vale 4.449 N e un pollice vale 2.54 cm.
p = 112 kPa
2) Due automobili fanno a gara su di una distanza di 200 m. Partono da ferme ed hanno accelerazioni uniformi per tutta la gara. Se le accelerazioni sono a1 e a2, trovare la distanza, in metri, tra le due auto quando la prima taglia il traguardo.
a1 = 6.39 m/s2 a2 = 3.78 m/s2
3) Una palla cade da un’altezza h e perde una percentuale p della sua energia meccanica ad ogni rimbalzo. Trovare quale sar`a la massima altezza che raggiunge dopo il terzo rimbalzo.
h = 41.93 m p = 0.28
4) Un corpo viene trascinato lungo un piano orizzontale a velocit`a costante da una forza di modulo F che fa un angolo θ (in radianti) col piano. Trovare il modulo della forza di attrito.
F = 11.97 N θ =0.7 radianti
5) Due particelle con masse m uguali si scontrano, provenendo da versi opposti sulla stessa retta e con velocit`a uguale in modulo. Se questa velocit`a `e v e le particelle restano appiccicate, calcolare quanta energia meccanica viene persa nell’urto.
m = 4.53 kg v =4.38 m/s
6) Un corpo rigido `e costituito da due sferette di dimensioni trascurabili e massa m collegate da una sbarretta di massa trascurabile e lunghezza d. La sbarretta ruota attorno a un asse perpendicolare ad essa, e passante per il suo centro, con velocit`a angolare ω. Se l’energia cinetica `e K, calcolare la massa di ciascuna sferetta.
d =2.1 m K =2.95 J ω = 6.88 s−1
7) Alla profondit`a h in un liquido la pressione vale p. Trascurando la pressione atmosferica, trovare la densit`a del liquido.
p =3.02 atm h = = 20.94 m
8) Sopra e sotto l’ala di un aeroplano le velocit`a dell’aria sono rispettivamente v1 e v2. Trovare la differenza di pressione (la densit`a dell’aria vale 1.275 Kg/m3).
v1 = 78.56 m/s v2=39.16 m/s
9) Durante una trasformazione termodinamica un sistema riceve dall’ambiente un calore Q e compie sull’ambiente un lavoro L. Trovare la differenza tra l’energia del sistema prima e dopo la trasformazione.
Q = 163.57 J L=78.69 J
10) Una persona mangia Q chilocalorie in un giorno. Supponendo che la corrispondente energia sia dissipata uniformemente nel tempo, calcolare quale sarebbe la potenza dissipata in Watt (una Kcal = 4186 J).
Q = 1727.44 Kcal
11) Due cariche elettriche uguali posta a distanza d si respingono con forza F . Trovare il valore di ciascuna carica (in µC).
d = 0.22 m F = 508.15 N
12) Una corrente di densit`a J uniforme passa attraverso un conduttore di sezione S. Trovare la carica passata attraverso S in un intervallo T di tempo.
J = 12.42 A/m2 S =0.12 m2 T =18.04 s
13) Una carica q si muove in un campo magnetico costante perpendicolare all propria velocit`a, soggetta ad una forza F . Trovare il valore del campo magnetico.
q = 2.47 µC v = 2801.88 m/s F = 4.51 µN
14) Una spira circolare di raggio R si trova interamente all’interno di un solenoide e su di un piano perpendicolare all’asse di questo. Se il solenoide ha n spire per unit`a di lumghezza ed `e percorso da una corrente I, trovare il flusso del campo magnetico attraverso la spira.
I = 5.54 A n =1998 m−1 R =0.26 m
15) Un’onda piana, di intensit`a I, incide perpendicolarmente su di una superficie S. Trovare l’energia che arriva sulla superficie in un tempo T .
I =1512.93 W/m2 S =3.51 m2 T =38.37 s
Formule ammesse all’esame
• moto uniformemente accelerato x = x0+ v0t + 12at2
• proiettile x = x0+ v0xt e y = y0+ v0yt −12gt2
• g = 9.81m/s2
• attrito cinetico e statico Fattr= µkFN, µsFN
• moto circolare ac = v2/R, v = ωR, T = 2π/ω, f = 1/T
• gravitazione F = Gm1m2/R2, G = 6.67 · 10−11N m2/kg2
• leggi di Keplero T2/R3= 4π2/GMsolee (T1/T2)2= (R1/R2)3
• energia K =12mv2, Ugrav= mgh, Umolla= 12kx2
• centro di massa Xcm= (m1x1+ m2x2)/(m1+ m2)
• moto rotatorio ∆l = R∆θ, ω = ∆θ/∆t, α = ∆ω/∆t, ~τ = ~r × ~F , P
iτi= Iα, I =P
imir2i, Krot= 12Iω2, I1ω1= I2ω2
• fluidi p = ρgh, ρAv = costante, p +12ρv2+ ρgy = costante
• oscillatore E = 12mv2+12kx2
• pendolo T = 2πpL/g
• onde x = A cos(2πt/T + φ), v = λf
• effetto Doppler f = (vonda± vosservatore)/(vonda∓ vsorgente)f0
• dilatazione termica ∆L = α L0∆T, ∆V = β V0∆T
• termodinamica pV = nRT, W = p∆V, ∆E = Q − W
• rendimento ciclo ideale e = 1 − T1/T2
• entropia a T costante ∆S = Q/T
• legge di Coulomb F = q1q2/(4πε0r2), ε0= 8.85 · 10−12C2/N m2
• elettrone: carica −e = −1.602 · 10−19C, massa me= 9.11 · 10−31kg, mprotone= 1837 me
• teorema di Gauss Φ = qint/ε0
• corrente: legge di Joule P = RI2, di Ohm V = RI, densit`a di corrente J = nqv
• forza di Lorentz ~F = q~v × ~B
• forza su di un circuito F2/L2= (µ0/2π)(I1I2/d), µ0= 4π · 10−7T · m/A
• campo in un solenoide B = µ0nI
• momento su una spira ~τ = ~µ × ~B, ~µ = IA~n
• legge di Faraday E = −∆ΦB/∆t
• legge della circuitazione di Amp`ereP Bk∆l = µ0I
• velocit`a della luce c = 1/√ε0µ0
• rifrazione n1sin(θ1) = n2sin(θ2), λ = λ0/n
• diffrazione con interferenza da due fenditure: minimi d sin(θ) = (N +12)λ, massimi d sin(θ) = N λ
