7/21/2019 Physics I Problems

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Corso di Laurea in Astronomia

Fisica Generale 1 – prova scritta

30 gennaio 2012

Tempo per lo svolgimento: 3 ore

Problema 1

Su un piano orizzontale (x,y) senza attrito si trova un elastico, di lunghezza a riposo l  = 20 cm e

costante elastica k = !"m , con i due estremi #issi nei punti (0,l/ 2) e (0,−l "2)$ %&elastico viene

de#ormato, come mostrato in #igura, con il punto ' di coordinate (−l/ 2,0)$ !el punto ' viene posto un

oggetto punti#orme di massa m = 0 g e l&elastico, lasciato liero, spinge l&oggetto #ino a ritornare

#ermo e inde#ormato$ %&oggetto continua a muoversi lungo l&asse x #ino a urtare elasticamente unamassa punti#orme M  = m posta in = (2l ,0)$ *opo +uanto tempo, rispetto al primo passaggio, la

massa m ritorna all&origine = (0,0) - !ota: approssimare il risultato ai decimi di secondo$

Problema 2

*ue pattinatrici di massa uguale m = .0 /g vanno l&una verso l&altra con velocit di intensit uguale

v = 1$ m"s e verso opposto su due corsie parallele e separate di d = 3 m$ %a prima regge l&estremit diun&asta lunga d, di massa trascuraile e posta perpendicolarmente alla direzione del moto, che l&altra

a##erra al passaggio per l&estremit opposta$ alcolare la velocit angolare delle pattinatrici dopol&incontro e l&energia cinetica del sistema$ n seguito, tirandosi lungo l&asta, le pattinatrici riducono a

d& = 1 m la distanza che le separa4 +ual 5 a +uesto punto la loro velocit angolare -

Problema 3

6na certa +uantit di gas per#etto monoatomico 5 sottoposta a +uesta se+uenza di tras#ormazioni

reversiili:

a$ compressione isoterma ',

 $ compressione isoara ,

c$ espansione isoterma *,

d$ compressione adiaatica *'$Sapendo che 7' = 8 litri, 7 = 27'"3, 7 = 7" e che durante l&espansione isoterma da a * il gas 5 in

contatto termico con un termostato costituito da una grande +uantit di ac+ua e ghiaccio #ondente

mescolati ed in e+uilirio termico #ra loro, si calcoli:

i) il volume 7*4ii) il numero di moli di gas, sapendo che durante l&espansione isoterma da a * si solidi#ica

una massa m = 100 g di ac+ua (calore latente di #usione del ghiaccio = 3$33 9 10.  "/g)4

iii) la variazione di entropia del gas da ' a $

'

 

x

y