Tema d'esame risolto Fisica sperimentale

POLITECNICO DI MILANO – Ingegneria Chimica e Ingegneria dei Materiali

Fisica Sperimentale A+B, a.a. 2019-20

IV appello, 29 luglio 2020

Giustificare le risposte e scrivere in modo chiaro e leggibile. Sostituire i valori numerici solo alla fine, dopo aver

ricavato le espressioni letterali. Scrivere in stampatello nome, cognome, matricola e firmare ogni foglio.

1. Un corpo scivola su un piano scabro inclinato di un angolo α rispetto

all’orizzontale. Il corpo, che inizialmente ha una velocità v con direzione e

0 L

verso indicati in figura, si arresta dopo aver percorso un tratto di lunghezza L. v

Si determini:

a) il coefficiente di attrito dinamico μ tra il corpo ed il piano;

d

b) l’intervallo di tempo Δt necessario al corpo per fermarsi; α

c) la velocità media v in tale intervallo di tempo.

m

2. a) Si dia la definizione di “dipolo elettrico” e della grandezza fisica “momento di dipolo elettrico”

esplicitando l’unità di misura.

b) Si descriva l’andamento qualitativo nello spazio del campo elettrico generato da un dipolo elettrico

puntiforme.

c) Si descriva il comportamento di un dipolo elettrico puntiforme immerso in un campo elettrico esterno.

d) Si commentino brevemente le principali analogie e differenze tra dipoli elettrici e magnetici.

3. Siano dati un cilindro di raggio R = 2 cm e lunghezza indefinita in cui

1

scorre una densità di corrente J = 100 μA/cm e un cilindro cavo (coassiale

2

1

al primo) di raggio interno R = 5 cm e raggio esterno R = 7 cm percorso

2 3

da una densità di corrente J = J /10, come mostrato in figura.

2 1

a) Si calcoli il campo magnetico generato da tale struttura in tutto lo

spazio.

Successivamente, ad una distanza d = 30 cm, viene posizionato un filo rettilineo indefinito percorso da una

corrente I = 80 μA. Si determini in questa configurazione:

3

b) La forza per unità di lunghezza che il sistema costituito dai due cilindri esercita sul filo percorso dalla

.

corrente I

3

c) La distanza dall'asse dei cilindri del punto (sul segmento tratteggiato in figura) dove il campo magnetico

totale si annulla.

4.

a) Un punto materiale di massa m = 30 g, che si muove su una retta sotto l’azione di una forza elastica di

costante k = 3 N/m, oscilla con un periodo T di:

b) Un corpo posto su un piano orizzontale scabro si muove per l’azione di una forza F parallela al piano. Se

improvvisamente l’azione della forza cessa, cosa accade al corpo:

c) Il carrello A urta in modo anelastico il carrello B. Si può affermare

che

d) Sia h l’elongazione di una molla di costante elastica k a cui è

appesa una massa m. Se si appende la massa con due molle di

costate k poste in parallelo, la nuova elongazione h’ delle molle vale:

e) Una sfera metallica carica è isolata e non è soggetta a induzione da parte di altre cariche distribuite nello

spazio. Quale delle seguenti affermazioni è errata:

f) Si consideri un condensatore piano con armature di area A poste a distanza d. Quale delle seguenti azioni

lascia la capacità del conden