Prova scritta di Fisica del 19/12/2015

1) Un corpo di massa m= 1kg si muove con una velocità v=2 m/s su un piano privo di attrito. Ad un certo punto affronta una salita di dislivello pari a 1 m.

a) Il corpo raggiunge la sommità con una velocità pari a v=1 m/s e prosegue nel motob) Il corpo raggiunge la sommità con velocità nulla e lì si ferma**c) Il corpo non riesce ad arrivare in cima al dislivello e torna indietro d) Il corpo si stacca dalla superficie in cima al dislivello ed esegue una caduta parabolica.

12

m v2<mg

2) Un fucile spara un proiettile ad una velocità v parallela al suolo da un'altezza h. Quanto spazio x percorre il proiettile prima di toccare il suolo?

** a) x=√( 2 h

g ) v

b) x=

hg

v

c) x=√( h

g ) v

d) x=

v2

g

3) Un uomo di massa m salta da un ponte con un elastico legato ai piedi (bungee jumping). Alla finedella caduta, quando l'uomo si ferma, l'elastico si è allungato di una quantità L rispetto alla posizione di riposo dell'elastico. Un secondo uomo di massa m' si lancia dal ponte allo stesso modo. Di quanto si allungherà l'elastico in questo secondo caso? (si assuma che la lunghezza dell'elastico a riposo sia molto maggiore dell'allungamento dell'elastico al momento di massima estensione)

a) L' = L

b) L'=L√m'

m L2

L '2 =mm

'L0+L

L0+L 'si assume

L0+L

L0+L'≃1 ⇒ L'=L√m '

m

c) L'=L

m'm Altrimenti L '=

m ' L2+√2 L3 L0 m m'+2 L2 L0

2 m m'+L4m '2

Lm+ L0m

d) L'=Lm'm

4) Ad una carrucola semplice (massa della puleggia nulla e filo inestensibile) vengono appesi ai capi del filo un peso m1 e un peso m2=2m1. Quant'è l'accelerazione del corpo m2?

a) a = g** b) a = 1/3 g c) a = 2 gd) a=0

5) Un tubo di sezione A viene percorso da acqua alla velocità v. Ad un certo punto il tubo si divide in tre rami ognuno con sezione uguale a A/5. Con quale velocità l'acqua percorre ciascun ramo?

a) 3 vb) 1/5 v**c) 5/3 v d) 1/3 v

6) Una mole di gas perfetto monoatomico mediante una trasformazione isocora passa dallo stato A (PA = 5x104 Pa, VA = 0.1 m3) allo stato B (PB = 6x104 Pa). La sua variazione di energia interna è (R=8.314472 J/ (mol K)):

a) 15 J b) 32000 Jc) 0 J

** d) 1500 J ΔU=ncv ΔT T i=PA V A

nRT f =

PBV A

nR

7) Un fluido viscoso scorre attraverso un tubo di raggio r. Se la pressione applicata per unitàdi lunghezza rimane costante e la viscosità non cambia, come varia la portata se il raggio deltubo raddoppia?

a) 8 volteb) 4 volte

c) 16 volte Q=π r 4

Δ P8η

d) resta costante

8) Un corpo d'acciaio con densità pari a 8000 kg/m3 completamente immerso nell'acqua riceve una spinta idrostatica verso l'alto S pari a 100 N. La massa del corpo è (assumendo la densità dell'acqua pari a 1000 kg/m3):

a) 400 kg** b) 80 kg

c) 2000 kgd) 800 kg

9) Due onde sonore che si propagano nello stesso mezzo hanno frequenze diverse,Se f1 = 2 f2, possiamo affermare che

a) λ1 / λ2=2

**b) λ2 / λ1=2 v=f λ

c) λ2 =λ1

d) λ2=4 λ1

10) Un suono di frequenza fissata f viene emesso da un'altoparlante all'ingresso di due tubi, isolati acusticamente, che si ricongiungono in un punto O dove viene posto un microfono. Il suono si propaga nei tubi con velocità cs. Se la lunghezza del primo tubo è l1, quale deve essere la lunghezza l2 del secondo tubo (più lungo del primo) affinchè il microfono posto in O non registri nessun suono?

** a) l2=l1+

cs

2 f(2n+1 )

b) l2=l1

c) l2 =l1+

cs

2 fn

d) l2=l1+

fcs

(2n+ 1 )

11) Le armature di un condensatore piano di capacità C sono collegate ai poli di un generatore. Allo stesso generatore, che eroga la stessa d.d.p. V, è collegato successivamenteun secondo condensatore uguale al primo ma in cui la distanza tra le armature è stata ridotta di un fattore 2. Quale tra le seguenti risposte relative al secondo condensatore è errata:

a) La d.d.p. V tra le due armature è uguale al primo casob) La carica Q su ciascuna armatura del secondo condensatore è doppia rispetto al primo casoc) La capacità del secondo condensatore è doppia rispetto al primo caso** d) E' dimezzata l'intensità del campo elettrico

12) Una bobina è formata da 250 spire circolari di raggio 8cm. All'interno della bobina si trova un campo magnetico di intensità 0.6 T e inclinato di 30o rispetto all'asse della bobina. Il flusso del campo magnetico che attraversa la bobina è:

** a) 2.60 Wb 250π0.082 cos (30o)

b) 0.01 Wbc) 3.80 Wbd) 1.50 Wb

PROBLEMI:

1) Uno scaldabagno è formato da una resistenza R pari a 100Ω collegata ad una differenza di potenziale di 220 V. All'inizio contiene 60 litri di acqua alla temperatura di 15 Co. Lo scaldabagno viene acceso per un'ora. Calcolare la temperatura finale dell'acqua (assumere per la densità dell'acqua = 1000 kg/m3, per il suo calore specifico C= 4186 J/ (kg K)).

P=R i2 E=P t Q=mC ΔT T f ∼22o

2) Un elettrone in un atomo di idrogeno si trova nello stato n=2. Quando salta nello stato fondamentale (n=1) viene emesso un fotone. Qual'è la sua lunghezza d'onda? (h=6.62606957x10-34 Js, 1 eV = 1.602176x10-19 J)

Δ E=−13.6 (1

n22 −

1

n12 ) f =

Eh

λ=vf∼ 122nm

3) Con un faro inclinato di 30 gradi rispetto alla superficie di un lago e vicino alla superficiestessa si illumina un oggetto che si trova a 5 m di profondità. A che distanza si trova l'oggetto dal faro considerando soltanto la direzione orizzontale (la distanza sul fondo dell'oggetto dalla verticale passante per il faro)? (gli indici di rifrazione sono: n (acqua) = 1.33, n (aria) = 1, la distanza del faro dalla superficie è trascurabile rispetto alla profondità del lago)

Leggedi Snell : sin(θ2)=n1sin(60o

)

n2

d=h∗tg(θ2)∼4.29 m

4) Calcolare quanto tempo impiega un dato numero di nuclei di un isotopo instabile, caratterizzato da un periodo di dimezzamento t1/2=5730 anni, a diminuire di un fattore 10.

τ=t1 /2

ln(2) −

tτ=ln(

110

) t∼19000 anni

Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia Prova scritta di Fisica del 22/2/2016: MED 3-4

Nome:Cognome:N. matricola:

* Segnare con una x la risposta corretta, svolgere i problemi nei fogli allegati scrivendo le formule utilizzate ed esplicitando i calcoli.** La scelta dei risultati delle domande a risposta multipla va fatta tenendo conto delle approssimazioni numeriche.

1) Un cannone orientato verticalmente spara un proiettile fino ad una altezza di 250 m. Con che velocità toccherà il suolo il proiettile? (si trascurano gli attriti e le dimensioni del cannone, si assuma 9.8 m/s2 per l'accelerazione di gravità)

1) 70.0 m/s 2) 49.5 m/s3) 130,9 m/s4 Non si può calcolare perché manca la massa del proiettile.

2) Un satellite di massa m ruota attorno alla Terra ad una distanza r dal suo centro su un'orbita circolare con velocità v. Quanto lavoro viene fatto dalla forza gravitazionale FG durante una rivoluzione?

1) FG 2π r

2) 12

m v2

3) 0 4) mg r

3) Una forza costante F, applicata per una distanza l, accelera un corpo, inizialmente in quiete, fino ad una velocità finale v in condizioni di assenza di attrito. La stessa forza F, applicata lungo lo stesso tragitto l ma in presenza di una forza di attrito Fa, accelera il corpo ad una velocità finale v' con v' < v. Nel secondo caso, il lavoro fatto dalla forza di attrito è:

1) 12

m v '2

2) 0

3) 12

m v2

4) 12

m(v2−v '

2)

4) Un gas monoatomico si trova alla temperatura T= 300 K. L'energia media traslazionale delle molecole è (KB = 1.38 10-23 J/K)

1) 6.2×10−21 J 2) 2.1×10−21 J3) 6.2×10−19 J4) I dati non sono sufficienti per il calcolo

5) Un sistema termodinamico è composto da 2 moli di gas perfetto monoatomico. Questo sistema assorbe 10 calorie (cal, piccola caloria) dall'esterno e svolge un lavoro meccanico di 10 J. Quant'è la variazione di energia interna del sistema ΔU ?

1) 51.86J2) 31.86J 3) −31.86 J4) 10J

6) Un condensatore piano è costituito da due armature parallele distanti tra loro d = 0.23 cm e postenel vuoto. Calcolare la tensione V da applicare tra le armature per avere al suo interno un campo elettrico E pari a 30 V/cm. 1) 6.9V 2) 13.0 V3) 3.4 V4) 17.0 V

7) Se si aumenta la velocità con cui un filo conduttore rettilineo si muove all'interno di un campo magnetico costante e uniforme e diretto perpendicolarmente al piano su cui giace il filo e in cui il filo si muove , la corrente indotta:

1) aumenta 2) si azzera3) rimane costante 4) diminuisce

8) Due fili conduttori sono percorsi dalla stessa corrente i ma di verso opposto. Sono disposti paralleli uno rispetto all'altro ad una distanza fissa r . Il modulo del campo magnetico B, in un puntoP che si trova ad una distanza pari ad r dal primo filo lungo una retta che interseca entrambi i fili main direzione opposta al secondo filo, è:

1) μ0i

2 πr

2) 0

3) μ0 i

4 πr *****

4) μ0i

6 π r

rP r

i i

9) L'emissione di un raggio gamma da un nucleo comporta:

1) L'aumento del numero atomico dell'atomo di una unità2) La diminuzione del numero atomico dell'atomo di quattro unità3) Nessuna variazione del numero atomico 4) L'aumento del numero atomico dell'atomo di quattro unità

10) Quando protoni e neutroni si uniscono per formare il nucleo di un atomo, energia viene

1) Assorbita2) Emessa 3) Non avviene né assorbimento né emissione di energia4) A volte emessa, a volte assorbita a seconda del numero atomico

11) Una carica q=1×10−8 C viene posta ad una distanza d=0.1 m dal centro di una lastra conduttrice piana quadrata di area 100 m2. Sulla lastra viene posta uniformemente una carica

Q=1×10−3 C . Quanto vale il modulo della forza elettrica sulla carica q?

( ϵ0=8.854×10−12 C2

N m2 )

1) 1.1×10−2 N 2) 5.5×10−3 N3) 1.1×10−3 N4) 9.0 N

12) In una persona in posizione eretta l'altezza del cuore è h=1.35 m . Se la pressione all'uscita del ventricolo sinistro è 13330 Pa , il valore della pressione al livello dei piedi risulta: (si assume che la densità del sangue sia ρ=1050 kg /m3 e che il contributo della velocità del sangue alla pressione sia trascurabile)

1) 101325 Pa2) 0 Pa3) 561 Pa4) 27221 Pa

PROBLEMI:

1) Una lampadina viene collegata ad una pila capace di erogare una differenza di potenziale pari a 4,5 V. Se nella lampadina circola una corrente di 0,10 A, qual è l'energia dissipata per effetto Joule dopo 1 h di utilizzo della lampadina?

2) Un laser è usato per illuminare una doppia fenditura. La distanza tra le fenditure è d= 0.03 mm. Lo schermo di visualizzazione dista dalla doppia fenditura L=1.2 m. Il massimo del secondo ordine (n=2) osservato sullo schermo si trova a 5.1 cm dalla riga centrale. Determinare la lunghezza d’onda l della luce laser.

3) Una particella di sabbia viene portata da un fiume fino ad un lago dove inizia a sedimentare versoil fondo. La densità della particella è ρ=2000 kg /m3 e il suo raggio è r=3×10−5 m . Sapendo che la viscosità dell'acqua del lago è η=0.001 Pa s , calcolare la velocità di sedimentazione del granello di sabbia (si assuma ρ=1000 kg /m3 per la densità dell'acqua e

g=9.8 m /s2 per l'accelerazione di gravità g)

4) Un dispositivo è composto da una molla con costante elastica K=30 N /m . Questa molla viene compressa di 0.03 m e una pallina di massa m=0.05 kg viene posta all'estremo della molla. La molla viene rilasciata e spinge la pallina su un piano privo di attrito. Qual'è la velocità finale della pallina?

Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia Prova scritta di Fisica del 8/7/2016: MED 3-4

Nome:Cognome:N. matricola:

* Segnare con una x la risposta corretta, svolgere i problemi nei fogli allegati scrivendo le formule utilizzate ed esplicitando i calcoli.** La scelta dei risultati delle domande a risposta multipla va fatta tenendo conto delle approssimazioni numeriche.

1) Una fionda è costituita da un sasso vincolato a percorrere 3 giri al secondo lungo unacirconferenza di raggio L = 1.5 m per mezzo di una corda rigida. Quando il sasso viene svincolatodalla corda la sua velocità sarà :

1) di circa 28 m/s ****2 ) di 3 m/s 3) di 4.5 m/s 4) di circa 2800 m/s

2) Il lavoro della forza che da luogo ad un moto circolare uniforme è:

1) positivo2) negativo3) nullo *****4) costante, non nullo

3) Un corpo di massa m = 3 kg cade da un'altezza h pari a 41 m e arriva al suolo con una velocità v = 25 m/s. Per attrito con l'aria ha quindi perso un'energia pari a: 1) 1205 J 2) 0 J 3) 268 J *****4) 938 J

4) La variazione della pressione all’interno di un liquido in quiete

1) dipende dalla natura (viscoso o no) del fluido2) dipende solo dalla forza gravitazionale3) dipende solo da densità del liquido, campo gravitazionale e profondità ****4) dipende da densità del liquido, viscosità campo gravitazionale e profondità

5) Un'onda sonora di lunghezza d’onda pari a 1 cm si propaga alla velocità di 300 m/s. La relativa frequenza e’:

1) 300 Hz2) 3 x 104 Hz ****3) 3 Hz4) 3 x 103 Hz

6) Un gas perfetto che si espande in modo adiabatico

1) si raffredda *****2) non esegue lavoro3) non varia la temperatura, dato che non scambia calore4) si riscalda

7) Un corpo di volume Vc e densità ρc, posto in un fluido di densità ρf, scende verso il fondo. Se gè l'accelerazione di gravità, l'intensità della forza risultante agente sul corpo è:

1)(ρc - ρf) Vc g / ρf

2)ρc Vc g3)ρf Vc g4) (ρc - ρf) Vc g ***

8) Quattro resistenze uguali R sono collegate in serie e alimentate alla tensione di 120 V. Se lacorrente che attraversa ciscuna resistenza e' pari a 1.2 A, il valore di ciscuna resistenza R è:

1) 100 Ω2) 25 Ω *******3) 2.5 Ω

4) 12 Ω

9) Un solenoide di lunghezza l ha n spire per unità di lunghezza ed è percorso da una orrente i. Il campo magnetico all'interno del solenoide è:

1) μ0i

2) nil

3) μ0 ni

l4) μ0n i ******

10) L'energia di legame è:

1) Sempre positiva2) Può essere sia positiva che negativa, dipende dal tipo di forza3) Sempre negativa4) Sempre nulla

11) Un isotopo radioattivo da un tempo di dimezzamento di 12 ore. Dopo due giorni, quale frazione dell'isotopo originale è rimasta?

1) 1/22) 1/43) 1/84) 1/16 ********

12) Quando un isotopo rilascia radiazione gamma, il numero atomico:

1) Diminuisce di due2) Aumenta di uno3) Resta lo stesso *****4) Diminuisce di uno

13) I protoni in un nucleo rimangono uniti a causa:

1) della forza elettrostatica2) della forza nucleare forte3) della forza di gravità4) della forza nucleare debole

PROBLEMI:

1) Un corpo puntiforme di massa m=10 kg può muoversi lungo una retta su un piano orizzontale. Ilcorpo e’ inizialmente dotato di una velocità v0 pari a 6 m/s. Sul corpo agisce una forza costante nella direzione della retta e nel verso della velocità iniziale pari a 5 N. Tra corpo e piano viene sviluppato un attrito caratterizzato da coefficiente di attrito pari a 0.1. Dopo quanto tempo la velocità del corpo si sarà ridotta al valore 1 m/s? (assumere g=10 m/s2)? Quanto spazio avrà percorso il corpo fino a quel momento? (0 = 6 -0.5 t t=12 s s = 6x12-1/2*0.5*t^2 36 m)

2) Due cariche identiche q di massa m = 1×10−6 kg sono ferme sulla superficie semisferica indicata in figura avente raggio R= 0.25 m. Tre forze agiscono sulle due cariche,la forza repulsiva elettrica, quella gravitazionale e la reazione della semisfera N perpendicolare alla sua superficie. Quest'ultima forza è diretta a 60o rispetto alla direzione orizzontale (vedi figura). Calcolare la carica q. ( ϵ0=8,854×10−12 F m−1 ).

d=R=0.25m FE=q2

4πϵ0

1d2 =2.608×1010 q2

m gcos (60o)=F Esin (60o) q2=mg cos (60o

)

2.608×1010sin(60o)

3) Calcola la capacità equivalente tra i punti A e B del circuito. Se una differenza di potenziale V = 120 V viene applicata tra A e B, quanto sarà la carica totale accumulata sull'armatura equivalente?

C1= 160 pFC2= 200 pFC3= 21.1 pFC4= 250 pF

CP=1

1C1

+1C2

+C3=110 pF CT=1

1CP

+1C4

=76.4 pF Q=CT⋅V AB=9.168×10−9

C