Raccolta di esercizi e tracce d’esame Fisica e Chimica

FISICA GENERALE — ESERCIZI 2 e 3

ESERCIZIO N. 2

Un blocco quadrato di lato L = 20 cm e massa m = 5 kg scivola lungo un piano inclinato di un angolo θ

= 30°. Tra il blocco e il piano è presente un sottile strato di olio lubrificante con uno spessore di h = 0,5

mm. Il blocco scende con una velocità costante v = 0,2 m/s.

Calcolare:

1. la forza viscosa che si oppone al moto;

2. il coefficiente di viscosità dinamica η dell’olio;

3. se l’olio venisse riscaldato, la velocità costante del blocco aumenterebbe o diminuirebbe? Motivare

la risposta in base alla variazione di η;

4. Disegnare l’andamento della velocità del fluido nello strato h tra il piano (fermo) e il blocco (in

movimento).

Nota: applicare per calcolare la viscosità η la legge di Newton per la viscosità: Fᵥ = η · A · (v/h), dove

A è la sezione di contatto, v la velocità e h è lo strato di lubrificante.

ESERCIZIO N. 3

Uno scaldabagno contiene 100 litri di acqua alla temperatura di 15 °C. Viene accesa la resistenza

elettrica finché l’acqua non raggiunge gli 80 °C. Assumendo che il sistema sia isolato e che

l’espansione del liquido sia trascurabile, calcolare:

• il calore fornito dalla resistenza all’acqua;

• il lavoro di espansione dell’acqua;

• la variazione di energia interna ΔU dell’acqua;

• la variazione di entropia dell’acqua;

• considerando che lo scaldabagno lavora a pressione atmosferica costante, calcolare la variazione di

Entalpia (ΔH) dell’acqua.

Dati:

• Densità acqua ρ = 1000 kg/m³

• Calore specifico c = 4186 J/(kg·K)

• Temperatura iniziale T₁ = 15 °C

• Temperatura finale T₂ = 80 °C

NOTA: per calcolare la variazione di entropia applicare la seguente equazione: ΔS = m · c · ln(T₂/T₁).

IL ESONERO DEL CORSO DI FISICA GENERALE

COGNOME: ______________________________ NOME: ______________________________

ESERCIZIO N. 1

Un serbatoio cilindrico di diametro molto più grande del tubo presente alla base di sezione circolare, è

riempito d’acqua come rappresentato (non in scala) nella figura seguente, e presenta alla sua base un

tubo di sezione circolare. Il livello dell’acqua h₁ rispetto alla linea che passa per il centro del tubo è di

12 m. Le sezioni S₁ e S₃ hanno entrambe diametro d₁ e d₃ pari a 12 cm mentre il diametro d₂ di S₂ è di

15 cm.

Considerare Pₐ ₘ = 101325 Pa; Densità acqua ρ = 1000 kg/m³.

Calcolare:

1. la pressione all’imboccatura del tubo S3 quando è