compiti per le vacanze estive

COMPITI PER LE VACANZE ESTIVE
FISICA
CLASSE: 3C LSSA
Anno scolastico 2014-2015
DOCENTE: prof.ssa Bazzocchi
Si consiglia di eseguire i seguenti ESERCIZI, in modo ordinato e completo, dopo aver ripassato
gli argomenti ai quali tali esercizi fanno riferimento.
Nota: gli esercizi sono OBBLIGATORI per chi non avesse raggiunto la sufficienza a fine anno
(studenti con sospensione del giudizio o aiuto in Fisica).
 Forze e moto
1. Una palla di neve viene lanciata con una velocità di modulo 13 m/s da un balcone alto 7,0 m
rispetto al suolo. La palla viene lanciata 25° al di sotto dell’orizzontale. Calcola il modulo della
velocità con cui la palla arriva a terra.
2. Un proiettile è sparato orizzontalmente dall’altezza di 49 m e tocca il suolo alla distanza
orizzontale di 2000 m. Calcola la velocità con cui è stato sparato.
3. In un incontro di basket un attaccante fa rimbalzare il pallone verso il centro. La palla viene
lanciata con una velocità iniziale di modulo 4,3 m/s, con un angolo di 15° al di sotto dell’orizzontale.
Essa lascia le mani del giocatore a 0,80 m al di sopra del pavimento. Che distanza copre la palla
prima di rimbalzare?
4. Ti trovi all’interno di un supermercato e stai spingendo un carrello della spesa di 14,5 kg. Ti fermi
per un attimo per aggiungervi un sacco di cibo per cani. Con una forza di 12,0 N acceleri il carrello
da fermo per una distanza di 2,29 m in 3,00 s. Qual era la massa del sacco di cibo per cani?
5. Una forza di 6,0 N applicata a un carrello di massa m gli imprime un’accelerazione di 1,2 m/s2. Se
poniamo una massa mx sul carrello e continuiamo a esercitare la stessa forza l’accelerazione
diminuisce e vale 1,0 m/s2. Qual è il valore della massa mx aggiunta al carrello?
6. All’aeroporto una valigia di 25 kg, posta su una piattaforma in rotazione su un piano orizzontale, si
muove di moto circolare uniforme. Il raggio della traiettoria è 2,8 m e l’accelerazione centripeta è
8,3m/s2. Calcola:
a. Il valore della forza che agisce sulla valigia.
b. La velocità della valigia.
7. Un oggetto, legato all’estremità di una corda, si muove su un piano orizzontale senza attrito lungo
una circonferenza di raggio 1,3 m con velocità angolare = 1,3 rad/s.
La forza esercitata dalla corda sull’oggetto è 4,4 N. Calcola:
a. l’accelerazione dell’oggetto;
b. la massa dell’oggetto.
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
Lavoro ed energia
1. Al tempo t = 1,0 s un oggetto di 0,50 kg sta cadendo con una velocità di modulo 6,0 m/s.
Al tempo t = 2,0 s ha un’energia cinetica di 20 J.
a. Qual è l’energia cinetica dell’oggetto al tempo t = 1,0 s?
b. Qual è il modulo della velocità dell’oggetto al tempo t = 2,0 s?
c. Quanto lavoro è stato compiuto sull’oggetto fra il tempo t = 1,0 s e il tempo t = 2,0 s?
2. Un carrello di massa 5,0 kg si muove alla velocità di 2,0 m/s su un piano orizzontale privo di
attrito. Sul carrello viene applicata una forza costante di10 N, che forma un angolo di 35° rispetto
all’orizzontale mentre il carrello si sposta di 3,0 m.
a. Quale lavoro viene fatto sul carrello?
b. Qual è l’energia cinetica che acquista il carrello?
c. Qual è la velocità del carrello dopo che ha percorso i 3,0 m?
3. Un piccolo motore mette in moto un montacarichi che fa salire un carico di mattoni ( massa 90kg )
fino a un’altezza di 10 m in 25 s. Assumendo che i mattoni siano sollevati con velocità di modulo
costante, qual è la minima potenza che il motore deve sviluppare?
4. In un giardinetto un bambino di 20 kg gioca su uno scivolo alto 2,0 m. Il bambino parte da fermo in
cima allo scivolo. Mentre scende, lo scivolo compie un lavoro non conservativo di - 240 J sul
bambino.
Qual è il modulo della velocità del bambino all’estremità inferiore dello scivolo?
5. Una slitta di massa m = 30 kg scivola senza attrito giù da una piccola collina coperta di ghiaccio.
Se la slitta parte da ferma dalla cima della collina, la sua velocità in fondo alla collina è di modulo
9,50 m/s. In una seconda corsa, la slitta parte con una velocità iniziale di modulo 1,80 m/s dalla cima
della collina. Trova la velocità della slitta in fondo alla collina dopo la seconda corsa.
6. A quale altezza arriva una pallina di 50 g lanciata in alto con la velocità di 8,0 m/s? Qual è la sua
velocità quando si trova a metà altezza?
7. Partendo da fermo dal bordo di una piscina un atleta di 72,0 kg nuota lungo la superficie
dell’acqua e raggiunge una velocità di modulo 1,20 m/s compiendo un lavoro Lnc1 = +160J.
Trova il lavoro non conservativo Lnc2 compiuto dall’acqua sull’atleta.
8. Un pendolo, formato da una sferetta di massa m = 100 g ed un filo di lunghezza un metro, viene
spostato dalla posizione di equilibrio di un angolo  = 25°.
Calcola la velocità con cui la sferetta passa per il punto di equilibrio.

Impulso e quantità di moto
1. Un cane di 20 kg corre verso nord a 2,5 m/s, mentre un gatto di 5 kg corre verso est a 3 m/s. Il
loro padrone di 70 kg possiede la stessa quantità di moto che i due animali hanno insieme.
Trova il modulo della velocità del padrone.
2. Un carrello di massa 10 kg è fermo. Un ragazzo di 60 kg salta sul carrello correndo a 5,0 m/s.
Con quale velocità si muove il sistema carrello-ragazzo?
3. Una pallina da tennis (0,05 kg) urta perpendicolarmente la racchetta alla velocità di 30 m/s e
viene rinviata alla velocità di 40 m/s sempre nella stessa direzione.
Quale impulso la racchetta ha esercitato sulla pallina?
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4. Due carrelli di massa 200 g e 300 g si muovono l’uno verso l’altro su una rotaia a cuscino d’aria
rispettivamente alla velocità di 4,0 m/s verso destra e 2,0 m/s verso sinistra. Dopo l’urto restano
attaccati. Con quale velocità si muove il sistema dei due carrelli uniti?
5. Per effettuare un rimbalzo un giocatore di basket lancia un pallone da 0,60 kg sul pavimento. Il
pallone colpisce il suolo con una velocità di modulo 5,4 m/s con un angolo di 65° rispetto alla
verticale. Se la palla rimbalza con la stessa velocità e lo stesso angolo, qual è l’impulso impressole
dal pavimento?

Termodinamica
1. Uno scaldabagno ha la potenza di 1,0 kW. Viene usato per scaldare 30 litri d’acqua che ha una
temperatura di 20 °C. Quanto tempo è necessario per scaldare l’acqua fino a 70 °C?
2. Un recipiente cilindrico è chiuso da un pistone a tenuta, libero di muoversi su e giù. Nel recipiente
è contenuto un gas ideale. Inizialmente la pressione esercitata dal pistone è 130 kPa e il pistone si
trova a un’altezza di 25,0 cm rispetto alla base del cilindro. Se aggiungi una massa sul pistone, la
pressione aumenta fino a 170 kPa. Supponendo che il sistema sia sempre alla stessa temperatura
di 290 K, trova la nuova altezza assunta dal pistone.
3. Un recipiente di volume V = 0,20 m3 contiene una massa m di O2 ( massa atomica = 16 u ) alla
pressione p = 4,0 atm e alla temperatura T= 27 °C. Calcola la massa dell’ossigeno.
4. Un gas ideale è compresso a pressione costante, riducendolo alla metà del suo volume iniziale.
Determina il volume iniziale del gas, se la sua pressione è 120 kPa e viene effettuato su di esso un
lavoro di 790 J.
5. Tre moli di gas ideale monoatomico si espandono isotermicamente a una temperatura di 34 °C.
Se il volume del gas quadruplica durante questo processo, calcola:
a. Il lavoro compiuto dal gas;
b. Il calore somministrato al gas.
6. Una mole di un gas ideale monoatomico si espande alla pressione costante di 140 kPa passando
da 22,3 litri a 24,8 litri.
Calcola:
a. Il lavoro compiuto dal gas durante l’espansione.
b. La temperatura iniziale e quella finale del gas.
c. La variazione di energia interna del gas.
7. Una macchina di Carnot sottrae in ogni ciclo 200 kJ a un termostato caldo a 800 °C; essa compie
150 kJ di lavoro in ciascun ciclo.
a. Qual è il rendimento della macchina considerata?
b. Qual è la temperatura del termostato freddo?
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