Esame 10-9-2013

Esame 10-9-2013
ATTENZIONE: spiegare il procedimento adottato per risolvere i problemi, indicare quali equazioni sono
state usate, indicare i passaggi principali, non dare solo il risultato finale.
PROBLEMA A
Una nave pirata e` ormeggiata a 560 m da un forte che difende un'isola. Il cannone del forte e` piazzato al
livello del mare e spara proiettili con una velocita` di uscita di 82 m/s.
(a) A quale alzo (angolo di elevazione del cannone rispetto al suolo) si deve puntare il cannone per colpire la
nave pirata ?
(b) A auale distanza dal cannone del forte deve portarsi la nave pirata per essere fuori della portata di tiro del
cannone ?
Sia per la domanda (a) che per la (b) trascurare la resistenza dell'aria.
PROBLEMA B
Una cassa di 15.0 kg e` trascinata in salita a velocita` costante su di una rampa (piano inclinato) priva di
attrito per una distanza d=5,70 m , fino a un'altezza h=2,50 m rispetto al suo punto di partenza, quindi si
arresta. Si consideri la cassa come un corpo puntiforme.
(a) Quale lavoro viene svolto sulla cassa dalla forza gravitazionale Fg ?
(b) Quanto lavoro viene compiuto sulla cassa dalla forza T esplicata dal cavo che tira la cassa su per il piano
inclinato
Problema C
Un blocco di rame di 1 kg e uno da 3 kg sono in un recipiente che li isola da mondo esterno e che non
assorbe o cede calore. Inizialmente il primo e’ a T1=20 °C e il secondo a T2=40 °C.
1) Se non sono in contatto tra loro cosa vi aspettate che succeda? Perche’? A che temperatura si troveranno
alla fine?
2) Se li metto a contatto a che temperatura raggiungeranno l’equilibrio? Perche’? La trasformazione dallo
stato iniziale a quello finale e’ reversibile? Perche’?
3) Di quanto varia l’entropia di ciascuno dei due blocchi, e di quanto varia l’entropia di tutto il sistema?
Spiegare perche’ l’entropia varia (o rimane costante).
(il calore specifico del rame cCu e’ 386 J/(kg · K))
Problema D
Un’ onda sinusoidale piana di compressione viaggia nella direzione indicata in figura dalle frecce a sinistra
in un mezzo con densita’ = 2.5 103 kg m-3 e modulo di comprimibilita’ B= 1010 Pa.
1) Qual e’ la velocita’? Se la frequenza  e’ 2• 103 Hz qual e’ la lunghezza d’onda ?
2) L’ onde incide su un ostacolo con un foro largo 4 m. L’onda viene totalmente assorbita dall’ostacolo
tranne dove c’e’ il foro. Come dipende l’intensita’ dell’onda sul piano a distante 100 m dall’ostacolo in
funzione dalla distanza dal punto P?
a
4m
P
100 m