Sapienza Università di Roma

Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale

CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA CHIMICA

A.A. 2012-2013

Prova scritta del 3° Appello di Fisica Generale 1

6 settembre 2013

ATTENZIONE Le soluzioni del compito saranno disponibili in rete (http://w3.uniroma1.it/piacentini_mario) dal pomeriggio di

venerdì 6 settembre 2013. I risultati della prova scritta saranno disponibili in rete (nello stesso sito) entro la sera

di domenica 8 settembre 2013, insieme ad una proposta del calendario delle prove orali. Lunedì 9 settembre,

dalle ore 9.00 alle ore 11.00, sarò a disposizione in aula 1E del Dipartimento SBAI, Via A. Scarpa 16, per

discutere il compito e il calendario delle prove orali.

La durata della prova è di 2.30 ore.

Non è consentito uscire dall'aula durante la prova.

E' vietato consultare libri e appunti di fisica.

E' vietato tenere telefoni cellulari, i-pad o strumenti equivalenti accesi e l'uso di calcolatrici programmabili.

Potete tenere il testo del compito se consegnate dopo 1.30 ore dall'inizio della prova.

Per essere ammessi alla prova orale occorre aver svolto bene almeno due esercizi del compito.

Esercizio 1) Un camion parte da fermo lungo una strada rettilinea e orizzontale. L'accelerazione del camion

varia nel tempo secondo l'espressione: a(t)=a0t, con a0=2 m/s3. Sul pianale del camion è appoggiata una cassa

di massa M=10 kg; il coefficiente di attrito statico tra la cassa ed il pianale è µs=2. a) Calcolare la forza di

attrito statico (direzione, verso e modulo) che si esercita tra la cassa ed il pianale del camion all'istante t=1 s.

b) Calcolare la velocità del camion nell'istante in cui la cassa comincia a muoversi sul pianale.

Esercizio 2) Un corpo puntiforme di massa m=200 g è vincolato a muoversi lungo l'asse x di un sistema di

riferimento soggetto all'azione di una forza conservativa, la cui energia potenziale è data dalla relazione:

U(x) = 16 x4 – 8 x

2 + 1 (unità SI). Calcolare: a) le posizioni di equilibrio del punto materiale, indicando se

sono posizioni di equilibrio stabile o instabile; b) la massima velocità con cui si può lanciare la massa dal

punto di ascissa x0=0.5 m in modo che il suo moto resti confinato nel semispazio x>0.

Esercizio 3) Una banderuola di legno rettangolare, inizialmente ferma, può

ruotare intorno ad un asse verticale fisso passante per uno dei suoi lati. Ad un

certo istante un proiettile di massa m=20 g, la cui traiettoria rettilinea è ortogonale

all'asse di rotazione ed al piano della banderuola, va a conficcarsi nella stessa a

distanza d=0.3 m dall'asse di rotazione. Sapendo che il proiettile possiede

all'istante dell'urto la velocità vp=600 m/s, calcolare a) la velocità angolare

iniziale con cui la banderuola inizia a ruotare; b) l'energia dissipata nell'urto; c) il

numero di giri che compie la banderuola prima di fermarsi sapendo che l'attrito

sull'asse di rotazione della banderuola genera un momento frenante costante pari

a M=1 Nm. Momento di inerzia iniziale della banderuola rispetto all'asse di

rotazione: IB=0.2 kg m2.

Esercizio 4) Un gas perfetto biatomico subisce una trasformazione a seguito della quale la pressione varia

da p0=1.5 x 105 Pa a p1=2.25 x 10

5 Pa. Il calore netto scambiato dal gas durante la trasformazione è Q=+608

J. Sapendo che il volume finale è uguale a quello iniziale (V0= 3 l), calcolare: a) la variazione di energia

interna subita dal gas; b) il lavoro fatto dal gas; c) la variazione di entropia per mole subita dal gas.

d proiettile