Fisica - esercizi risolti, esempi esame

Consumo energetico illuminazione

Potenza totale = m tubi. P_tubo = 40 · 36 W = 1440 W Si ipotizza accensione 8 ore gg. —> P_t · Δt = 1440 · 8 = 11520 W/h Costo 0,20 €/kWh Costo giornaliero = 11,52 kWh · 0.12 €/kWh = 2,3 € 200 gg di funzionamento = 2,3 · 200 = 460 €

Potenza totale = n tubi. P_tubo = 40 · 36 W = 1440 W Si ipotizza accensione 8 ore gg. → P_t · Δt = 1440 · 8 = 11520 Wh = 11,52 kWh Costo 0,20 €/kWh Costo giornaliero = 11,52 kWh · 0,12 €/kWh = 1,3 € 200 gg di funzionamento = 1,3 · 200 = 480 €

Esercizio forza pistone

• Pistone 1  ∅ = 5 cm → r₁ = 0,025 m   S₁ = π r₁² = 0,00196 m²
• Pistone 2  ∅ = 15 cm → r₂ = 0,075 m   S₂ = π r₂² = 0,0176 m²

F₂ = 13300 N F₁? ^F₁⁄_S1 = ^F₂⁄_S2 ⇒ F₁ = ^S₁⁄_S2 ⋅ F₂ = ^0,00196⁄_0,0176 ⋅ 13300 = 1,48 ⋅ 10³ N

Potenza ascensore

Dato un ascensore di massa = 1000 Kg che sale alla velocità di 3 m/s con F_a = 4000 N

Calcolare potenza

• Massa = 1000 Kg
• Velocità = 3 m/s
• F_a = 4000 N

F_tot = 4 + 17,64 L F_tot = 4 = 21,64 KN P = 17,640 N = 17,64 KN

Lavoro compiuto

L = F_tot • Velocità 21,64 • 3 = 64,8 KJ P = E / ΔT = L / Δt = 64,8 / 1 = 64,8 KW

Esercizio termodinamica

Primo principio termodinamica

Due corpi sono in equilibrio termico quando non avvengono scambi di calore. Il blocco di ferro è immerso in un contenitore d'acqua M_Fe = 50[kg] t_Fe = 80[°C] V_H2O = 0,5[m³] = 500 kg t_H2O = 25 [°] t_equilibrio?

Affinché i corpi siano in equilibrio ΔU_Fe = ΔU_H2O Δu_Fe ⋅ m_Fe = Δu_H2O ⋅ m_H2O d u_Fe m_Fe = du_H2O m_H2O e v = du / dT ⇒ d u = e v ⋅ dT

e v_Fe ⋅ dT_Fe ⋅ m_Fe = e v_H2O ⋅ dT_H2O ⋅ m_H2O

m_H2O = ϱ_H2O ⋅ V_H2O = - = 500 kg c_Fe = 0,45 c_H2O = 4,18

Valori fissi t_{i Fe} = 80 ° t_{i H2O} = t_R temperatura finale del ferro e incide con la temperatura di regime ΔT_Fe = (80 - t_R) t_{i H2O} = 25 ° t_{f H2O} = t_R Δt_H2O = (t_Fe - 25) 0,145 (80-t_R) 50 = 4,18 (t_R - 25) ⋅ 500

t_R = 25,6 °C

0,45 (80-X) 50 = 4,18 (X-25) 500 2215 (80-X) = 2090 (X-25) 1800 - 22,5X = 2080X - 52250 25,6

Esercizio allungamento

Corpo di massa 50 (kg) legato a una fune di 10 m si getta da un ponte. La Kost elastica della fune è K = 160 [N/m]. Questo si allunga la fune? Si considera Δ di energie trainiziali (V₁ = 0) K = 0 e int. finali (V₂ = 0) K = 0 Escludo Δk = 0 ⇒ ΔU_e + ΔU_g + ΔK = 0 ⇒ |ΔU_g| = |ΔU_e| ⇒ m.g.(l+d) = ¹/₂ k d² ⇒ 50.9,81 (10+d) = ¹/₂.160. d²

4,905 4,905 + 4,905d = (80d²) 500 + 50 d = 50 d

Pressione galleggiamento ghiaccio sull'acqua

Spinta di Archimede Peso del volume di liquido spostato φ_g ghiaccio = 917 [Kg/m³] ψ_H2O = 1000 [Kg/m³] P = F_spostata

V_a = Volume di acqua V_g = Volume totale ghiaccio P = _m g = V_g · φ_g · g P_R = ^φ_ghiaccio/_Vtotale · g R = ^ψ_H2O/_Va · g

Devono essere uguali φ_g · V_g · g = ψ_H2O · V_a · g → φ_g/_{ψH2O → (Va/^Vg}