Energia e sue trasformazioni, domande di fisica con risposte ragionate - Es 1

“Energia” Es 1 Quesiti a risposta multipla con analisi delle risposte

“Energia” Es 1 Quesiti a risposta multipla con analisi delle risposte

1) Lavoro compiuto dalla forza

In riferimento alle tre illustrazioni, dire in quale situazione il lavoro compiuto dalla forza F è massimo:

• A
• B
• C

2) Energia elettrica e potenza

Quale delle seguenti affermazioni è corretta:

• A - Due dispositivi elettrici consumano la stessa energia elettrica se hanno la stessa potenza.
• B - Due dispositivi elettrici consumano un’energia elettrica diversa se hanno potenza diversa.
• C - Due dispositivi elettrici consumano la stessa energia elettrica se hanno la stessa potenza e sono impiegati per lo stesso tempo.
• D - Il dispositivo di potenza doppia consuma un’energia doppia.

3) Prodotto scalare e lavoro

Il lavoro è dato dal prodotto scalare di una forza per uno spostamento. Questo significa che possiamo ottenere il lavoro moltiplicando il modulo della forza per quello dello spostamento:

• A - Solo se la forza resta sempre costante.
• B - In ogni caso.
• C - Solo se forza e spostamento sono paralleli.
• D - Solo se la forza è perpendicolare allo spostamento.

4) Lavoro della forza di gravità

Le due sferette in figura sono perfettamente uguali. Esse, sotto l’azione della forza di gravità, cadono da una stessa altezza h. Si domanda:

• A - Il lavoro fatto dalla forza di gravità è inferiore nella situazione (1) perché il percorso della sferetta è minore.
• B - Il lavoro fatto dalla forza di gravità è lo stesso.
• C - Il lavoro fatto nella situazione (2) è inferiore perché esso è fatto solo dalla componente del peso della sferetta parallela al piano.
• D - Il lavoro fatto nella situazione (2) cresce al crescere dell’inclinazione del piano inclinato.

5) Energia cinetica delle auto

Due auto hanno massa m₁ e m₂ e velocità v₁ e v₂. Se fosse m₁ = 2m₂ e v₁ = ½ v₂ si avrebbe:

• A - L’auto di massa m₁ e velocità v₁ ha un’energia cinetica che è il doppio dell’altra.
• B - L’auto di massa m₁ e velocità v₁ ha un’energia cinetica metà di quella posseduta dall’altra.
• C - Le due energie cinetiche sono uguali perché mentre m₁ è il doppio di m₂, v₁ è la metà di v₂. C’è, quindi, una perfetta compensazione.
• D - Essendo l’energia cinetica direttamente proporzionale al quadrato della velocità, l’auto con velocità doppia avrà un’energia cinetica quattro volte più grande dell’altra.

6) Macchine con potenza diversa

Due macchine hanno potenza diversa, pertanto esse:

• A - Non potranno in nessun caso compiere lo stesso lavoro.
• B - Potranno compiere lo stesso lavoro solo impiegando tempi diversi.
• C - Potranno compiere lo stesso lavoro a patto che vengano impiegate per lo stesso tempo.

7) Potenza di una macchina

È più potente una macchina che compie il lavoro di:

• A - 300 J in 30 minuti.
• B - 5000 J in 40 minuti.
• C - 8000 J in 60 minuti.
• D - 9000 J in 70 minuti.

8) Lavoro e massa delle auto

Due auto hanno masse diverse. Esse sotto l’azione delle forze dei loro motori raggiungono la stessa velocità. Si domanda:

• A - È maggiore il lavoro fatto sulla macchina più pesante?
• B - È maggiore il lavoro fatto sulla macchina più leggera?
• C - Il lavoro compiuto non dipende dalla massa dell’auto.
• D - Se la velocità è la stessa, anche il lavoro sarà lo stesso.

9) Consumo di carburante

Entrambe le auto del test precedente hanno consumato del carburante. Da che cosa dipende la quantità di carburante consumato?

• A - Il consumo di carburante è legato ad altri fattori.
• B - Ha consumato più carburante la macchina che ha compiuto maggior lavoro.
• C - Il consumo di carburante dipende solo dalla potenza dell’auto.

10) Diapason e energia termica

Se si colpisce con un martelletto uno dei rebbi di un diapason, questo si mette in vibrazione emettendo un suono. Colpendo il diapason gli si è fornita una certa energia meccanica. Se, dopo averlo colpito, immergiamo il rebbo del diapason in acqua, le vibrazioni cessano molto rapidamente. Misurando con un termometro molto sensibile la temperatura dell’acqua, troveremo che:

• A - La temperatura resta invariata.
• B - La temperatura è diminuita.
• C - La temperatura è aumentata.

11) Energia potenziale elastica

Due molle vengono compresse subendo la stessa variazione di lunghezza. Se le costanti elastiche sono diverse, avremo che:

• A - Ha maggiore energia potenziale la molla con costante elastica di valore inferiore.
• B - L’energia potenziale è uguale per entrambe essendo uguali le compressioni.
• C - Ha maggiore energia potenziale la molla con una costante elastica più elevata.
• D - L’energia potenziale è tanto maggiore quanto più grande è la forza comprimente.

12) Produzione di energia termica

Quale delle seguenti azioni meccaniche non produce energia termica?

• A - Un’auto che si muove in un ambiente privo di aria.
• B - Una sferetta che cade in un tubo in cui è stato fatto il vuoto.
• C - Un aereo di forma aerodinamica appropriata.

13) Fonti energetiche rinnovabili

Quale delle seguenti fonti energetiche è classificabile come rinnovabile?

• A - Geotermica.
• B - Fonti da fossilizzazioni.
• C - Solare.
• D - Uranio.

14) Energia potenziale gravitazionale

Quale dei seguenti corpi di massa diversa, e posti ad altezza diversa, ha maggiore energia potenziale?

• A - Il corpo di massa m = 50 kg e altezza h = 3 m.
• B - Il corpo di massa m = 60 kg e altezza h = 2 m.
• C - Il corpo di massa m = 20 kg e altezza h = 8 m.
• D - Il corpo di massa m = 10 kg e altezza h = 13 m.

Analisi delle risposte

1) Lavoro compiuto dalla forza

• A - La risposta è errata. Infatti, siccome il lavoro è dato dal prodotto scalare della forza per lo spostamento, esso è massimo quando forza e spostamento hanno la stessa direzione.
• B - La risposta è errata per le stesse considerazioni svolte al punto A.
• C - La risposta è giusta!

2) Energia elettrica e potenza

• A - I due dispositivi, pur avendo la stessa potenza, dovrebbero essere in funzione per lo stesso intervallo di tempo per poter consumare la stessa energia. Risposta errata.
• B - Questo avverrebbe solo nel caso in cui funzionassero per lo stesso intervallo di tempo. Risposta errata.
• C - Risposta giusta.
• D - Risposta errata. Vedi punto A e B.

3) Prodotto scalare e lavoro

• A - Il lavoro si ottiene moltiplicando il modulo della forza per lo spostamento solo nel caso in cui forza e spostamento sono paralleli. Risposta errata.
• B - Risposta errata. Vedi punto A.
• C - Risposta giusta.
• D - Risposta errata. Vedi punto A.

4) Lavoro della forza di gravità

• A - Il lavoro fatto dalla forza di gravità è indipendente dal percorso del corpo ma dipende dalla posizione iniziale e finale che esso assume. Risposta errata.
• B - Risposta giusta.
• C - Risposta errata. Vedi punto A.
• D - Risposta errata. I due livelli, quello di partenza e di arrivo della sferetta, non cambiano e, quindi, il lavoro resta lo stesso.

5) Energia cinetica delle auto

• A - Risposta errata. L’auto di massa ₁ e velocità v₁ avrebbe un’energia cinetica metà di quella dell’altra auto.
• B - Risposta giusta.

6) Macchine con potenza diversa

• A - Risposta errata. Il lavoro compiuto dipende dalla potenza ma anche dal tempo.
• B - Risposta giusta.
• C - Risposta errata. Se fossero impiegate per lo stesso tempo la macchina di maggiore potenza compirebbe maggiore lavoro.

7) Potenza di una macchina

• A - La potenza è una grandezza fisica espressa dal rapporto tra il lavoro compiuto ed il tempo impiegato a compierlo. Se eseguiamo tale rapporto con i dati disponibili, ci accorgiamo che la risposta è sbagliata.
• B - La risposta è errata (vedi punto A).
• C - La risposta è giusta.
• D - Risposta errata.

8) Lavoro e massa delle auto

• A - La risposta è giusta!
• B - Quando l’auto raggiunge una velocità v essa possiederà un’energia cinetica data da ¹/₂ m · v². Tale energia è proprio uguale al lavoro fatto per farle acquistare tale velocità. Siccome l’energia cinetica è tanto maggiore quanto maggiore è la massa, la risposta è da ritenersi errata.
• C - La risposta è errata per le stesse motivazioni espresse in A.
• D - La risposta è errata. Vedi punto A.

9) Consumo di carburante

• A - Il carburante consumato è l’energia utilizzata per compiere il lavoro richiesto. Maggiore è il lavoro fatto, più