Statica dei solidi domande di fisica con risposte ragionate - Es 1

Statica dei solidi

Es 1 Quesiti a risposta multipla con analisi delle risposte

“Statica dei solidi” Es 1 Quesiti a risposta multipla con analisi delle risposte

1) Un corpo rigido è in equilibrio quando:

• A - La risultante delle forze agenti su di esso è nulla.
• B - La risultante dei momenti è nulla.
• C - È nulla sia la risultante delle forze agenti che la risultante dei momenti.

2) Per equilibrare l'azione di una coppia di forze applicata ad un corpo è necessario:

• A - Applicare al corpo un'altra coppia di forze il cui momento abbia verso contrario a quello della prima coppia.
• B - Applicare al corpo un'altra coppia di forze il cui momento sia uguale ed opposto a quello della prima coppia.
• C - Applicare delle forze in modo tale che la risultante complessiva delle forze agenti sia nulla.

3) In quale caso il momento di una forza rispetto ad un punto è diverso da zero:

• A - Quando la direzione della forza non passa per il punto considerato.
• B - Quando la direzione della forza passa per il punto considerato.
• C - Solo quando la forza è diversa da zero.

4) Per quale motivo un facchino che porta un sacco sulle spalle tende a curvarsi in avanti?

• A - Per fare minore sforzo.
• B - Per spostare il baricentro in avanti.
• C - Per abbassare il baricentro e rendere così più ampia la base di appoggio.

5) Perché nell'appendere un quadro ad una parete lo disponiamo in modo che il baricentro si venga a trovare al di sotto del punto di sospensione?

• A - Perché in tal modo otteniamo una forma di equilibrio stabile.

6) In quale situazione rappresentata nei seguenti disegni, le forze agenti non producono effetti dinamici?

• A - Disegno (1).
• B - Disegno (2).
• C - Disegno (3).

7) Se un'altalena con cui giocano due bambini fosse portata su un pianeta avente una massa tripla di quella della terra, muterebbero le condizioni di equilibrio?

• A - Le condizioni di equilibrio resterebbero le stesse.
• B - Siccome nella determinazione delle condizioni di equilibrio entra in gioco la grandezza peso, dato che quest'ultima è cambiata, muteranno, di conseguenza, anche le condizioni.
• C - Siccome i pesi sono triplicati, bisognerà triplicare anche le distanze dei due bambini dal fulcro dell'altalena perché si abbia l'equilibrio.

8) Quale delle seguenti affermazioni è giusta?

• A - Il lavoro fatto all'entrata di una macchina semplice, in assenza di perdite, è uguale a quello che si ottiene in uscita.
• B - Se non vi fossero perdite, una macchina consentirebbe di ottenere un maggiore lavoro di quello fatto in entrata.
• C - Il lavoro che si ottiene in uscita da una macchina semplice è tanto più grande quanto maggiore è la potenza della macchina.

9) Capita, a volte, di vedere un quadro storto appeso ad una parete. Per quale motivo esso non è diritto?

• A - Il baricentro del quadro è molto basso rispetto al punto di sospensione.
• B - La parte superiore della cornice è più pesante della parte inferiore.
• C - Il punto di sospensione non si trova sulla retta passante per il baricentro e perpendicolare al lato superiore del quadro.

10) Al corpo in figura sono applicate tre coppie di forze. Quali forze sono equivalenti?

• A - La coppia 1-2.
• B - La coppia 1-3.
• C - La coppia 2-3.

Analisi delle risposte

1)

• A - La condizione è sufficiente solo se il corpo è assimilabile ad un punto materiale. Tale condizione, infatti, consente di affermare solo che il corpo non subisce traslazioni.
• B - Tale condizione assicura che il corpo non subisce rotazioni, ma nulla vieta che esso possa traslare.
• C - La risposta è giusta!

2)

• A - Siccome i momenti si sommano vettorialmente, l'equilibrio è assicurato solo quando essi, oltre ad essere opposti, sono anche uguali. La risposta, pertanto, non è accettabile.
• B - La risposta è giusta!
• C - La risultante delle forze che compongono la coppia è già nulla. Ciò nonostante il corpo non è in equilibrio. La risposta è, dunque, errata.

3)

• A - La risposta è esatta! Il momento di una forza rispetto ad un punto è dato, in valore, dal prodotto della forza per la distanza tra la sua retta di azione e il punto. Se la retta di azione non passa per il punto, tale distanza è diversa da zero e, quindi, anche il momento è diverso da zero.
• B - La risposta è errata per le motivazioni esposte in A.
• C - La risposta è errata per le stesse motivazioni esposte in A.

4)

• A - Lo sforzo che deve compiere il facchino dipende dal peso del sacco non dalla sua posizione. La risposta è errata.
• B - La risposta è giusta!
• C - Per abbassare il baricentro, il facchino si dovrebbe piegare sulle ginocchia, e questo non lo agevolerebbe di certo nello spostamento. La base d'appoggio è data dalla superficie occupata dai suoi piedi e non dipende dalla posizione che egli assume. La risposta è errata.

5)

• A - La risposta è giusta!
• B - La condizione di equilibrio si realizza quando la verticale passante per il punto di sospensione passa per il baricentro sia che esso si trovi al di sopra, sia che esso si trovi al di sotto del punto di sospensione. La risposta è, quindi, errata.
• C - Se si sposta il quadro facendolo ruotare intorno al punto di sospensione, immediatamente si genera un momento che tende a riportare il quadro nella posizione di equilibrio. Quindi dei momenti si possono generare, solo che il loro effetto tende a ripristinare l'equilibrio alterato. La risposta non è accettabile.

6)

• A - La risposta è giusta!
• B - La forza F presenta una componente perpendicolare al piano, pertanto si genera un momento rispetto all'asse di rotazione che farà ruotare il corpo.
• C - La forza F_e, se il cilindro è blocca lungo l'asse, non ha alcun effetto dinamico, mentre la forza F_e genera un momento che mette il cilindro in rotazione.

7)

• A - La risposta è giusta!
• B - La condizione di equilibrio muterebbe solo se cambiasse il peso di un solo bambino. Siccome entrambi i pesi cambiano dello stesso fattore, il loro rapporto (F₁ : F₂ = d₁ : d₂) che è ciò che interessa rimane lo stesso.
• C - La risposta è errata per le stesse motivazioni esposte in B.

8)

• A - La risposta è giusta!
• B - Se così fosse, non sarebbe valido il principio di conservazione dell'energia. La risposta è, chiaramente, sbagliata.