Esame di fisica generale: Esercizi con procedimento

Interazione tra cariche elettriche

Due cariche elettriche, situate ad una distanza di 5 m l'una dall'altra, vengono avvicinate fino a toccarsi e poi riportate alla stessa distanza. Con quale forza interagiscono dopo l'allontanamento?

a) uguale a prima

b) 1,08 x 10^-3 N repulsiva

c) 0,36 x 10^-3 N attrattiva

d) nulla

e) 1,08 x 10^-4 N attrattiva

f) 3,6 x 10^-4 N repulsiva

Risoluzione: q₁ = 3 x 10^-6 C; q₂ = -1 x 10^-6 C; d = 5 m. Al contatto ho un unico conduttore carico = 2 x 10^-6 C. Alla separazione ogni corpo avrà q = 1 x 10^-6 C. La forza tra le due cariche è data da F = k * Q² / d² = 9 x 10⁹ * (1 x 10^-6 C)² / 5² = 3,6 x 10^-4 N repulsiva.

Pressione in un recipiente cubico

Un recipiente cubico di spigolo l = 10,0 cm è ripieno di acqua; sapendo che la densità dell'acqua vale 1000 Kg/m³, determinare la pressione.

a) 0 Pa

b) 981 Pa

c) 100,0 Pa

d) 812 Pa

e) 45,62 Pa

f) 10 Pa

Risoluzione: V = l * l * l, l = 10 cm = 0,1 m, V = 0,1 * 0,1 * 0,1 = 0,001 m³. S = l * l = 0,1 * 0,1 = 0,01 m². m = ρ * V = 1000 * 0,001 = 1 kg. P = F / S, F = m * g = 1 * 9,81 = 9,81 N, P = 9,81 / 0,01 = 981 Pa.

Lancio di un oggetto verso l'alto

Un oggetto di massa m = 1,1 kg viene lanciato da terra verso l'alto con velocità

iniziale v =3,3 m/s. raggiunge l'altezza massima nel tempo t= 2,3 s, dopodiché si arresta ed inverte il suo moto. Quanto tempo impiegherà a raggiungere la terra?

a) 1,2 s c) 2,3 s e) nessuna delle altre
b) 2,0 s d) 0,14 s f) 23s

8) Un aereo è in rullaggio sulla pista, in moto rettilineo. Se l'aereo ha un'accelerazione a=2,20m/s e una velocità v =95 m/s, qual è la lunghezza minima della pista per consentirne il decollo?

a) 130,12 m c) 1877 m e) 3566 m
b) 720,3 m d) 3,1 Km f) 2051 m

Risoluzione: t=v/t=95/2,20=43,18 x=v0*1/2at^2x=1/2(95x95)/2,20=2051m

29) La forza gravitazionale esercitata dal sole sulla terra mantiene la terra su un'orbita attorno al sole. Quanto vale il lavoro compiuto dalla forza gravitazionale durante un anno solare completo?

a) 0J c) 23,8 x10^6 J e) nessuna delle altre
b) 1,6x10^4 J d) 3,2 x10^4 J f) 5,2x10^4 J

Risoluzione: Essendo il lavoro una forza conservativa non dipende dal percorso ma solo dal punto di inizio e

di fine. Essendo passato un anno, solare la terra il punto di inizio e di fine coincidono il lavoro è nullo.

30) un carro di massa m1= 350Kg si muove con velocità v1=7,2 m/s, quando un fanciullo di massa m2=43kg corre incontro e vi salta su con una velocità avente verso opposto alla velocità del carro e modulo 6v2=3,7 m/s; determinare il modulo v della velocità finale del carro con sopra il fanciullo.

a) 12,0 ms c)6,0 ms e) 0,0 ms^-1

b) 3,9 ms d) 2,0 ms f) 6,6 ms^-1

Risoluzione: Ci troviamo di fronte ad un urto anelastico quindi m1xv1i+m2xv2i=(m1+m2)vf Vf=(350x7,2-43x3,7)/43+350

31) un selettore di velocità per particelle cariche è ottenuto incrociando un campo elettrico con un campo magnetico. Se il campo elettrico ha intensità E=12,6 x10³ V/m (rivolto verso il basso) e il campo magnetico ha intensità B=4,2 x10^-3 T (entrante nel foglio), qual è la velocità di un elettrone che esce dal selettore di velocità?

a) 3,4x10³ m/s c)

1. 1,2 x10^m/s
2. 5,2 x10^m/s
3. 3,3 x10^m/s
4. 3x10^m/s
5. 4x10^m/s

Risoluzione: V=E/B

2. se la velocità del suono nell'aria è 343 m/s, determinare la lunghezza d'onda corrispondente ad un tono puro di 20,0 Hz.
3. 17,2 m
4. 1x10^- m
5. 3,0 x10^m
6. 17,22 cm

Risoluzione: V= (lunghezza d'onda)x f(frequenza); calcolo la lunghezza d'onda con la formula inversa approssimato a 17,2. λ= V/f=17,1

3. una palla viene lanciata da terra verso l'alto con velocità iniziale v .0Dopo 0,6 s si trova ad una quota di 4 m (?) e continua a salire. Determinare il valore della velocità iniziale.
4. 12 m/s
5. 12,5 m/s
6. 6,12 m/s
7. 9,8 m/s
8. 9,6 m/s
9. 11,5 m/s

Risoluzione: h=vot-(gt^2)/2h+ (gt^2)/2=v0tv0=(2h+ gt^2)/2t

4. nel 1985 fu ritrovato il Titanic sul fondo dell'Atlantico ad una profondità di 4000 m. calcolare la pressione a quella profondità, tenendo conto che la densità

dell’acqua di mare è 1025 kg/m³.

3a) 5,1 x10^Pa c) 4,1 x 10^Pa e) 120 kg/m⁸ 7 2b) 12000 Pa d) 2340 12Pa f) 5,6 10^Pa6

Risoluzione: considero la legge di stevino (P-dgh) e ricavo la pressione.

35) in un circuito una pila (generatore di corrente continua) da 1,50 V viene posta in parallelo ad una resistenza R di 132,0 ohm. Si trova l’intensità di corrente che scorre nel circuito.

a) 11A c) 11,4 mA e) 61,32 W b) 12,4 mA d) 132,0 A f) 11x 10^A-3

Risoluzione: considero la prima legge di Ohm (V-IR), tramite formula inversa ricavo quindi l'intensità di corrente I.

736) In un circuito RLC a cui viene applicato un generatore di forza elettromotrice dipendente dal tempo, indicando con I la corrente che circola e con V V V la differenza di potenziale ai capi di R, L e C, R, C, L rispettivamente, dire quale delle seguenti affermazioni è falsa.

a) I= dQ/dt c) V = I/C e) V = I RC R b) V = L dI/dt d) Il circuito è f) V = L d^2 Q/dt^2 L L risonante

37) Un treno si muove

di motto rettilineo, con accelerazione costante a. All'istante t la sua velocità è v = 33 m/s, all'istante t , dopo che ha percorso 160m, la sua velocità è v = 40 m/s. Determinare la sua accelerazione

a) 1 m/s^2 c) 12.3 m/s^2 e) 1.6 m/s^2

b) 0 m/s^2 d) 2.7 m/s^2 f) 3.2 m/s^2

Risoluzione: Inizio calcolando t=s/vf=160:40=4s a=deltav/t=40-33/4=1,7538

8) Una molla orizzontale attaccata a una parete ha una costante k= 850N/m. Un blocco di massa 1kg è attaccato alla molla e si trova su una superficie orizzontale senza attrito. Se il blocco viene rilasciato dopo che la molla è stata allungata di 6cm, con quale velocità il blocco passa per la posizione di equilibrio della molla?

a) 15.5 m/s c) 55.5 m/s e) 2.71 m/s

b) 1.75 m/s d) 11.4 m/s f) 0.81 m/s

Risoluzione: T=2πxradm/k=2x3,14xrad1/850=0.2155 w=2π/T=6,28/0,2155=29,20 v=Aw=0.06x29,20=1,75 m/s

9) Un fascio di particelle ionizzate di massa kg entra con -264.09 x 10

velocità m/s in una regione di un campo magnetico B4=1,57v x 10uniforme ortogonale alla velocità delle particelle stesse, e viene deflesso. Il raggio di curvatura del fascio è pari a 4cm e l'intensità del campo magnetico è di T. Quante volte sono state ionizzate le particelle-25 x 10che costituiscono il fascio?

a) 1 volta c) 3 volte e) 5 volte

b) 2 volte d) 4 volte f) 6 volte

40) Tre particelle cariche vengono poste come in figura. La distanza d=1cm. Le particelle di carica q e q sono tenute ferme. Se la carica q1 2 2= 1 mC e q mC, trovare la carica q3 1 Per cui la particella 3 è ferma in equilibrio.

a) -1.2 mC c) 3 C e) 2 mC

b) -12 mC d) -4 mC f) -2 mC

Risoluzione: F1-2=F2-3 Fkq1x12/d^2=kq2xq3/d^ semplificando viene q1=q3

1) Un solenoide lungo 1.3m e con un diametro di 2.6cm è percorso da una corrente di 18°. Il campo magnetico all'interno del solenoide vale 23mT. Qual è la lunghezza del filo che forma il

1. a) 34m
2. c) 254m
3. e) 68.5m
4. b) 6.8m
5. d) 156m
6. f) 108m

2) Marco si pesa al mattino salendo sulla sua bilancia pesapersone amolla. Se la costante elastica della molla è pari a k= N/m e se,43.4 x 10dopo che è salita, si osserva una compressione della molla pari a 17mm,qual è la massa di Marco?

1. a) 32 N
2. c) 48.2 Kg
3. e) 52,0 Kg
4. b) 72 Kg
5. d) 9.8 N
6. f) 4800 g

3) Una molla di costante elastica k=120 N/m viene tirata da una forza diintensità 3.5 ±0.1 N. Di quanto si allunga la molla?

1. a) (2.92 cm ±0.8 cm)
2. c) (2.9 cm ±0.083 cm)
3. e) (2.9166 cm ±0.08 cm)
4. b) (2.916 cm ±0.1 cm)
5. d) (2.9 cm ±0.083 cm)
6. f) (2.917 cm ±0.083 cm)

4) Un condensatore elettrico viene costruito con 2 piastre metallichepiane e parallele, ciascuna di superficie pari a , separate da una24.00 cm distanza di 2,00 mm. Una batteria di 5,0 V viene applicata alcondensatore per caricarlo nel vuoto. Quanta è l'energia massima cheviene accumulata sul condensatore?

1. a)
2. c)

tubo b) Direttamente d) Inversamente f) Non si può dire 47) Un oggetto viene lanciato verticalmente verso l'alto con una velocità iniziale di 20 m/s. Quanto tempo impiegherà per raggiungere l'altezza massima? a) 2 s c) 4 s e) 5 s b) 3 s d) 6 s f) 8 s 48) Un'auto viaggia a una velocità costante di 80 km/h. Quanto tempo impiegherà per percorrere una distanza di 240 km? a) 2 h c) 3 h e) 4 h b) 2.5 h d) 3.5 h f) 5 h 49) Un corpo viene lanciato verticalmente verso il basso con una velocità iniziale di 10 m/s. Dopo 2 secondi, quale sarà la sua velocità? a) 10 m/s c) 20 m/s e) 30 m/s b) 15 m/s d) 25 m/s f) 35 m/s 50) Un oggetto viene lanciato orizzontalmente con una velocità di 10 m/s da un'altezza di 5 metri. Quanto tempo impiegherà per colpire il suolo? a) 0.5 s c) 1 s e) 1.5 s b) 0.7 s d) 1.2 s f) 2 s

centro distanza dal centro della sfera della sfera

b) dipende dalla

d) è nullo

f) Dipende da R distanza dal centro della sfera al quadrato

47) Se mettiamo in ordine di "precisione crescente" (cioè dalla meno precisa alla più precisa) le seguenti misure: L = 25.0±0.5 m/s ; L = 6.21 2±0,5m ; L = 13250 ± 50 km

3a) L , L , L

c) L , L , L

e) L , L , L

3 1 2 1 3j 1 2 3

b) L , L , L

d) L , L , L

f) L , L3, L3

2 1 2 3 1 1 2

48) Giovanni si pesa al mattino salendo sulla bilancia pesapersone amolla. Se la costante elastica della molla è pari a k= 4,0x10^4 N/m e se, dopo che è salito, si osserva una compressione della molla pari a 19,0mm qual è la massa di Giorgio?

a) 32N

c) 48,2 Kg

e) 78N

b) 72Kg

d) 58,1Kg

f) 4800g

Risoluzione: per ottenere il valore della massa eguaglio forza peso (mg) alla forza elastica (kΔX). Procedo quindi ricavando (circa 77 g) tramite la formula inversa.

49) Il lavoro compiuto dalla Forza di Lorentz (F-qvxB)

Risposta: La forza su una carica elettrica q che si muove con velocità v in un campo magnetico B è proporzionale a q e v.