Esercizi risolti di Laboratorio di Fisica per la Biologia (Intonti, Biccari)

Nome, Cognome

Laboratorio di Fisica per la Biologia. Compito d'esame Matricola

07 aprile 2017. A. Tempo massimo 2 ore

Domande d'esame

1. Rappresentazione in notazione scientifica

• a) 201
• b) 0,0201
• c) 20180000
• d) 0,00002018

2. Cifre significative

Indicare il numero di cifre significative delle seguenti quantità numeriche:

• a) 2,01
• b) 0,0200
• c) 20,18 5
• d) 2,018 × 10³

3. Scrittura corretta di una misura e del suo errore

Si indichi quale, fra le seguenti, è la corretta scrittura della misura di una grandezza y e del suo errore:

• a) y = (2,821 ± 0,004) u.m.
• b) y = (2,82 ± 0,3) u.m.
• c) y = (2,8 ± 0,05) u.m.

4. Riscrivere misure con incertezza percentuale

Si riscrivano in maniera opportuna le seguenti tre misure, per ciascuna delle quali è assegnata l'incertezza percentuale.

5. Dimensioni e unità di misura

Sia data la quantità così definita: 1 2 = + ℎ2m v g h dove è una massa, una velocità, l'accelerazione di gravità ed una lunghezza. Quali sono le dimensioni di e qual è la sua unità di misura nel Sistema Internazionale?

A = + x t

6. Dimensioni di una relazione

Data la relazione , dove è una lunghezza e un tempo, si determinino le dimensioni di γ il valore di nel caso in cui B ha le dimensioni di un’accelerazione. Se B è una costante adimensionale, esiste un valore di per cui la relazione è dimensionalmente corretta?

7. Misura e incertezza di un quadrato

Sia L = 5 cm la misura del lato di un quadrato. Si scriva una possibile incertezza di L, a piacere, e si riscriva la misura nella consueta forma L ± ΔL. Successivamente, determinare l’area, A, del quadrato in m² con la sua incertezza assoluta, riportando il risultato nella forma A ± ΔA.

8. Incertezza assoluta

Data la quantità definita come T = 2π√/, l g dove e sono grandezze misurate rispettivamente con un’incertezza Δl e Δg, si determini l’espressione dell'incertezza assoluta sulla grandezza.

9. Misurazione dello spessore di un foglio

Misurando più volte lo spessore d di un foglio di carta A4, si ottengono i seguenti valori:

• 120 µm
• 110 µm
• 115 µm
• 115 µm
• 110 µm

Si fornisca una stima di d e della sua incertezza assoluta Δd (deviazione standard della media), esprimendo il risultato nella consueta forma d ± Δd. (Si mostrino i passaggi principali del calcolo o, in alternativa, si indichino quali sono le definizioni matematiche di media e deviazione standard della media).

10. Verifica della legge di Ohm

Uno studente verifica la legge di Ohm misurando la caduta di tensione su una resistenza utilizzando un voltmetro digitale con un'incertezza di taratura di (0,5% + 1 digit) e la corrente che scorre nella resistenza con un amperometro digitale con un'incertezza di taratura (1% + 2 digit). Completare la seguente tabella e discutere se i due valori di resistenza ottenuti sono consistenti o meno.

11. Massa di sangue

Data la densità tipica del sangue, 1050 kg/m³, si valuti la massa di sangue (con la relativa incertezza) prelevata in un’analisi del sangue in cui vengano riempite tre siringhe da (5,0 ± 0,3) mL ciascuna.

12. Impostazione della scala delle tensioni

Data una tensione sinusoidale, se ne misura l'ampiezza picco-picco con un oscilloscopio, ottenendo un valore di 4, V. Quale, fra le seguenti, sarà stata l'impostazione della scala delle tensioni? Giustificare la risposta. (Si assuma che l'oscilloscopio utilizzato abbia un numero di divisioni verticali pari a 8):

• 1) 0,5 V/div
• 2) 2 V/div
• 3) 1 V/div
• 4) 100 mV/div

13. Esperimento sulla legge di Lambert-Beer

Si consideri l'esperimento per la verifica della legge di Lambert-Beer così come visto nell’esperienza di laboratorio, usando però inchiostro al posto del latte. Uno studente ripete due volte l’esperienza aggiungendo gocce di inchiostro comprato in due cartolerie diverse, ottenendo i seguenti risultati:

Inchiostro 1

Inchiostro 2