cm - Liceo Lussana

LICEO SCIENTIFICO STATALE "FILIPPO LUSSANA"
Via Angelo Maj, 1 – 24121 BERGAMO
035 237502 Fax: 035 236331 Sito e contatti: www.liceolussana.com
Codice fiscale: 80026450165
ANNO SCOLASTICO 2013/2014
CLASSE : PRIMA
SEZIONE: F
INDIRIZZO: LICEO SCIENTIFICO
DOCENTE: PROF. MATTIOLI LAURA
PROGRAMMA SVOLTO DI FISICA
UNITA’ 1. LA MISURA DELLE GRANDEZZE FISICHE
( Parte A del libro di testo, unità 1, lezioni 1.1 – 1.5 )
Grandezze fisiche, grandezze fondamentali e unità di misura. Sistema Internazionale di Misura. Controllo dimensionale.
Operazioni tra grandezze fisiche, misure dirette e indirette. Notazione scientifica, ordine di grandezza, arrotondamento e
cifre significative. La misura delle lunghezze, delle aree e dei volumi. Multipli e sottomultipli. Strumenti di misura e
loro caratteristiche. Misura della massa e della densità,
Esperienze di laboratorio: “millikan” chiodi, misure di lunghezza, di aree , di volumi, di massa e di tempo. Misure di
massa, volume, densità ( cilindretti colorati ). Misura della densità di un solido.
UNITA' 2. LE INCERTEZZE DI MISURA
( Parte A del libro di testo, unità 1, lezioni 1.6 – 1.7 )
Errori di misura: errori sistematici ed errori accidentali. Incertezza associata a una misura diretta. Incertezza relativa e
percentuale. Precisione e affidabilità di una misura. Confronto tra due misure. Incertezza associata ad una misura
indiretta.
Esperienze di laboratorio: Misura del volume di un solido: confronto tra diversi metodi di misura. Misura della
densità di un solido.
UNITA' 3. LE RELAZIONI TRA LE GRANDEZZE FISICHE
( Parte A del libro di testo, unità 2 )
La rappresentazione di un fenomeno mediante formule, tabelle, grafici. Costruzione e interpretazione di un grafico
cartesiano; incertezze nei grafici. Analisi di alcuni tipi di relazione tra grandezze fisiche, dal punto di vista grafico e dal
punto di vista algebrico. Relazioni di: proporzionalità diretta, proporzionalità inversa, dipendenza lineare,
proporzionalità quadratica, proporzionalità quadratica inversa.
Esperienze di laboratorio: Moto di una bolla d'aria all'interno di un tubo; discesa di una biglia metallica lungo una
guida inclinata: misure di spazio e di tempo. Misura della lunghezza di una molla al variare della massa appesa.
MODULO 4. LA TEMPERATURA, IL CALORE E L'EQUILIBRIO TERMICO
( Parte E del libro di testo, unità 11 )
Dalla sensazione del caldo e del freddo alla misura della temperatura. Termometri e scale termometriche. Capacità
termica e calore specifico. Equilibrio termico. Temperatura di equilibrio. La dilatazione termica; dilatazione lineare,
dilatazione del volume di solidi. Il calorimetro delle mescolanze.
Esperienze di laboratorio: dilatazione termica, equivalente in acqua di un calorimetro, calore specifico di un metallo.
Libro di testo: Giuseppe Ruffo Fisica Lezioni e Problemi, Vol. A+B, Misure e Statica, Vol. E+F, Termodinamica e
Ottica.
Ed.Zanichelli
Bergamo, 5 giugno 2014
Classe 1F / Lavoro estivo di fisica / a.s. 2013-2014/ pag. 1 di 8
LAVORO ESTIVO DI FISICA
Esercizio 1. La navicella spaziale Voyager, utilizzata per esplorare il Sistema Solare, ha percorso in 26 anni una
distanza di 13,5 miliardi di km. Calcola la sua velocità media in km/h. Esprimi il risultato utilizzando due cifre
significative.
Esercizio 2.(*) La galassia di Andromeda dista da noi circa 2,5 milioni di anni luce. Quanto si impiegherebbe a raggiungere
tale galassia, viaggiando con una velocità di 100000 km/h ? (esprimi il risultato in anni) Si determini inoltre quanto tempo
impiega la luce emessa da tale galassia per giungere a noi.
Esercizio 3. Nettuno dista dal Sole 4,5 ⋅ 10 9 km, mentre la distanza Terra-Sole è di 150 milioni di
chilometri. Calcola la distanza tra il pianeta Nettuno e la Terra, quando i due pianeti sono allineati con
il Sole in modo tale che la Terra si trova interposta tra Sole e Nettuno, e quando invece i due pianeti si
trovano da parti opposte rispetto al Sole.
Esercizio 4.(*) All’interno di un filo di rame in cui circola corrente elettrica, gli elettroni viaggiano ad
una velocità media di circa 10 - 3 cm/s. Calcola quanto tempo impiega un elettrone per percorrere una
distanza di 10 km (esprimi il risultato in anni, utilizzando 1 sola cifra significativa).
Esercizio 5.(*) Un imbianchino impiega 10 minuti per dipingere 1 m 2 di parete di un’abitazione.
Sapendo che la casa ha una pianta quadrata di lato L = 10 m, che le pareti sono alte 2,5 m, che le
finestre occupano una superficie di area complessiva 20 m 2, calcola quanto tempo impiega
l’imbianchino per tinteggiare le pareti laterali e il soffitto dell’abitazione (esprimi il risultato in ore).
Esercizio 6. Un litro di aria, in condizioni tipiche di temperatura e pressione, contiene circa 2,5 ⋅ 10
molecole. Calcola quante molecole di aria sono contenute in un millimetro cubo.
22
Esercizio 7. Si vuole riempire una vasca da bagno avente la forma di un parallelepipedo, lunga 1,5 m e
larga 60 cm , fino ad un’altezza di 40 cm, usando un rubinetto che eroga 1 litro d'acqua ogni 3 secondi.
Calcola il tempo necessario (esprimi il risultato in minuti e secondi).
Esercizio 8. In un recipiente di vetro di forma cilindrica (diametro interno = 10,0 cm, altezza = 20,0
cm) sono contenuti 500 ml di acqua. Nell'acqua si immergono 10 sferette di acciaio, ciascuna della
quali ha un diametro di 2,00 cm. Calcola di quanto si alza il livello dell'acqua nel recipiente.
Esercizio 9.(*) Si sta progettando un viaggio spaziale per raggiungere il pianeta Marte, la cui
distanza dal Sole vale circa 230 milioni di chilometri . Sapendo che la distanza della Terra dal Sole
vale circa 150 milioni di chilometri e supponendo che la velocità media della navicella spaziale sia
4 · 10 4 km/h, calcola in quanto tempo si potrà raggiungere Marte, nel caso in cui i due pianeti
risultino il più possibile vicini tra loro. Calcola inoltre quanto tempo sarebbe necessario, se si
volesse effettuare il viaggio quando la distanza tra i due pianeti è massima, cioè quando i due
pianeti si trovano da parti opposte rispetto al Sole. Esprimi entrambi i risultati in giorni, utilizzando
due cifre significative.
Esercizio 10. Tra tutti gli atomi esistenti in natura, il più semplice è l’atomo di idrogeno, costituito
da un protone, avente massa mp = 1,672 · 10 – 27 kg, e da un elettrone, avente massa me = 9,1 · 10 –
31
kg. Calcola la massa totale dell’atomo di idrogeno. Arrotonda il risultato in modo da utilizzare il
numero corretto di cifre significative.
Esercizio 11. Tra tutte le stelle della galassia, la più vicina al Sole è Alpha Centauri, che dista
all’incirca 4 anni luce. Calcola il tempo impiegato dalla luce emessa da Alpha Centauri per arrivare
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fino a noi. Esprimi il risultato in anni, utilizzando una cifra significativa. Se pensi che possa esserti
utile, la velocità della luce vale 300.000 km/s.
Esercizio 12. (*) La città di Bergamo si estende su una superficie la cui area vale circa 30 km2.
Sapendo che il numero degli abitanti di Bergamo è circa 1,2 · 10 5, calcola la densità della
popolazione, cioè il numero di abitanti per km2, utilizzando una sola cifra significativa. Calcola
inoltre il numero medio di metri quadri a disposizione di ciascun abitante, utilizzando due cifre
significative.
Esercizio 13. Una lattina di alluminio per bibite ha una forma cilindrica, con diametro di 6,0 cm e
altezza di 12,0 cm. Per costruire la lattina, si è utilizzato un foglio di alluminio avente uno spessore
di 1 mm. Quanto vale l’area del foglio di alluminio utilizzato per realizzare la superficie laterale
della lattina (esprimi il risultato in cm2)? Quanto vale in totale il volume di alluminio utilizzato nella
realizzazione della lattina (esprimi il risultato in cm3).
Esercizio 14. Si vuole riempire d’acqua una pentola di acciaio, avente forma cilindrica, con
diametro di 20 cm , fino a far sì che il livello dell’acqua raggiunga un’altezza di 12 cm, usando un
rubinetto che eroga 1 litro d'acqua ogni 4 secondi. Calcola il tempo necessario (esprimi il risultato
in secondi, usando due cifre significative).
Esercizio 15. (*) L’aula scolastica in cui ti trovi in questo momento ha una forma di parallelepipedo,
con lunghezza di 6 metri, larghezza di 7 metri e altezza di 3,5 m. Sapendo che un litro di aria, in
condizioni normali di temperatura e pressione, contiene circa 2,5 ⋅ 10 22 molecole, calcola quante
molecole di aria sono contenute nell’aula scolastica. Scrivi il risultato in notazione scientifica,
utilizzando due cifre significative.
Esercizio 16. Uno studente ripete per quattro volte la misura del tempo necessario affinché una gomma
raggiunga il suolo, essendo stata lasciata cadere da un'altezza di 2 metri. Per l'effettuazione delle misure
lo studente dispone di un cronometro digitale che apprezza i centesimi di secondo. I valori ottenuti
sono i seguenti:
t1 = 0,63 s; t2 = 0,54 s; t3 = 0,67 s; t4 = 0,72 s
Quali sono, a tuo avviso, i motivi per cui i quattro valori non coincidono? Qual è, sulla base dei dati
disponibili, il valore medio della misura? Qual è il valore dell’incertezza assoluta? Qual è il valore
dell’incertezza percentuale?
Esercizio 17. (*) Si esegue dieci volte, utilizzando un orologio avente sensibilità di 0,1 s, la misura
del tempo impiegato da una pallina metallica per cadere a terra da un'altezza di 10 m, e si ottengono
i seguenti risultati:
4,4 s; 4,5 s; 4,5 s; 4,4 s; 4,5 s; 4,4 s; 4,5 s; 4,5 s; 4,4 s; 4,5 s.
Calcola il valore medio e l'incertezza assoluta associata alla misura.
Esprimi il risultato della misura, indicando il valore medio e l’incertezza assoluta.
Calcola l'incertezza relativa e l'incertezza percentuale associate alla misura.
Esercizio 18. Disponi in ordine, dalla più precisa alla meno precisa, le seguenti misure, riportando tutti i
calcoli necessari:
a) volume di un bullone, misurato immergendolo in un cilindro graduato con sensibilità 1 ml = 18
cm3;
b) capacità di una bottiglia di plastica da 1,5 litri (incertezza di misura = 10 cm3);
c) massa di una mela, misurata con una bilancia di precisione = ( 120,0 ± 0,1 ) g;
d) spessore di un filo metallico, misurato con un calibro ventesimale (sensibilità 50 µm) = 0,8 mm.
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Esercizio 19. (*) Ordina, dalla più precisa alla meno precisa, le seguenti misure, riportando tutti i
calcoli necessari:
massa di un pallone da calcio, misurata con una bilancia da cucina avente una sensibilità di 50 g =
0,45 kg ;
pressione atmosferica, misurata con un barometro avente una sensibilità di 10 mbar = 1010 mbar;
pressione sanguigna sistolica, misurata con un manometro avente una sensibilità di 2 mm Hg, = 120
mm Hg;
spessore di un filo metallico, misurato con un calibro ventesimale (sensibilità 50 µm) = 0,6 mm.
Esercizio 20. (*) Si vuole sapere di quale materiale sia fatta una sferetta metallica, e a questo scopo se
ne misurano la massa, mediante una bilancia elettronica, e il diametro, facendo uso di un calibro
decimale. Si ottengono i seguenti valori:
m = (32,6 ± 0,1) g
d = (2,00 ± 0,01) cm
Riesci a stabilire di quale metallo sia fatta la sferetta? Esponi il tuo ragionamento illustrando i calcoli
eseguiti e confrontando i valori ottenuti con i valori riportati sul libro di testo a disposizione sulla
cattedra.
Esercizio 21. Per misurare lo spessore di un foglio di alluminio, di quelli che si usano in cucina, si può
ritagliare una piccola striscia di alluminio, suddividendola poi in 100 foglietti, e misurare poi lo spessore
(h100) dei 100 foglietti sovrapposti, usando un calibro decimale. Operando in questo modo, si ottiene il
seguente risultato:
h100 = ( 1,4 ± 0,1 ) mm
Un metodo alternativo consiste nel ritagliare un foglio di alluminio di forma quadrata, ad esempio di
lato:
l = ( 30,0 ± 0,1 ) cm
e misurarne la massa con una bilancia di precisione.
Supponendo che il risultato della misura effettuata con la bilancia sia
m = ( 3,33 ± 0,01 ) g
e sapendo che la densità dell'alluminio vale
δ = ( 2,70 ± 0,01 ) g / cm 3
verifica se i due metodi di misura forniscono risultati in accordo tra loro.
I due metodi forniscono risultati in accordo tra loro? Quale dei due metodi è più preciso?
Esercizio 22. Due persone hanno misurato la lunghezza di uno stesso oggetto utilizzando strumenti
diversi. Esse hanno ottenuto le seguenti misure:
M1 = (3,7± 0,1) cm
M2 = (3,62 ± 0,01) cm
Quali strumenti sono stati utilizzati, secondo te, per eseguire le due misure? I risultati delle due
misure sono in accordo tra loro? Motiva adeguatamente le tue risposte.
Esercizio 23. (*) Analogamente a quanto accadde nel III secolo a.C. allo scienziato Archimede di
Siracusa, ti viene affidato l'incarico di scoprire se un anello sia fatto interamente d'oro oppure se
contenga qualche altro metallo meno pregiato. Decidi di misurare il volume dell’anello
immergendolo in un cilindro graduato , e ottieni il valore:
V = (1,2 ± 0,1) ml.
Quindi, misuri la massa dell’anello con una bilancia elettronica, ottenendo il risultato:
m = ( 22,0 ± 0,1 ) g .
Calcola la densità dell’anello, indicando il valore medio e l’incertezza assoluta. Tenendo conto che
la densità dell’oro vale 19,3 g / cm3, è possibile stabilire se l’anello è fatto interamente d'oro, oppure
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se contiene qualche altro metallo meno pregiato, di densità inferiore? Argomenta adeguatamente la
tua risposta.
Esercizio 24. Per determinare il volume di una sfera di acciaio, si seguono due metodi diversi:
METODO 1: con un calibro decimale si misura il diametro D della sfera, ottenendo il valore:
D = (3,00 ± 0,01) cm
e si applica la formula geometrica del volume della sfera.
METODO 2: si immerge la sfera in un recipiente di forma cilindrica, contenente acqua, e si
misurano il diametro interno D del cilindro e l'innalzamento ∆h del livello dell'acqua nel recipiente,
ottenendo i valori:
D = (4,00 ± 0,01) cm ;
∆h = (1,10 ± 0,02) cm
Quindi si determina il volume della sfera utilizzando un ragionamento adatto alla situazione.
Stabilisci se i due metodi di misura forniscono risultati concordi. Stabilisci inoltre quale metodo sia
più preciso.
Esercizio 25. In due cilindri graduati contenenti acqua fino a un livello corrispondente a 50 ml, si
immergono due cilindretti, uno di alluminio e l'altro di ferro, che occupano entrambi un volume di
10 cm3. In quale caso il livello dell'acqua si innalza maggiormente?
Nel caso del cilindretto di ferro, perché il ferro ha una densità maggiore dell'alluminio.
Nel caso del cilindretto di alluminio, perché a parità di peso l'alluminio occupa più spazio del
ferro.
L'innalzamento è uguale nei due casi.
Non è possibile rispondere, perché non si conosce il peso dei due cilindretti.
Motiva la tua risposta.
Esercizio 26. (*) L’equivalenza tra litri (decimetri cubi) e kg (chilogrammi) vale solo nel caso
dell'acqua o anche nel caso di un liquido diverso (olio, alcool, benzina…)? E nel caso di un solido o
di un gas? Argomenta adeguatamente le tue risposte.
Esercizio 27. Le due espressioni cm3 (centimetri cubi) e cl (centilitri) sono equivalenti? In altre
parole, è vero che 10 cm3 = 10 cl ? Argomenta adeguatamente la tua risposta.
Esercizio 28. Descrivi sinteticamente i vari metodi utilizzati nel corso dell’esperienza sulla misura
del volume di un cilindretto metallico, eseguita in laboratorio. Metti a confronto i diversi metodi:
quale ti sembra più preciso? Quale ti sembra più adatto a fornire una misura affidabile del volume
del cilindretto? Argomenta adeguatamente le tue affermazioni .
Esercizio 29. Esprimi, attraverso una relazione matematica e il corrispondente grafico cartesiano, il
legame che sussiste tra due grandezze fisiche X e Y, nei casi seguenti:
a) X e Y sono direttamente proporzionali;
b) X e Y sono inversamente proporzionali;
c) X e Y sono legate da una correlazione lineare;
d) Y è direttamente proporzionale al quadrato di X;
Esercizio 30. Stabilisci se le seguenti affermazioni sono vere o false, motivando le tue risposte.
a) “Se all’aumentare di una grandezza X aumenta anche la grandezza Y, X e Y sono direttamente
proporzionali”
O Vero
O Falso
b) “Se all’aumentare di una grandezza X la grandezza Y diminuisce, X e Y sono inversamente
proporzionali”
O Vero
O Falso
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c) “In una relazione lineare, il rapporto tra la grandezza Y e la grandezza X è sempre costante”
O Vero
O Falso
d) “Tra l’area di un cerchio e il diametro vi è una relazione di proporzionalità quadratica”
O Vero
O Falso
Esercizio 31. Completa la seguente tabella, supponendo che tra X e Y vi sia una relazione tra quelle
indicate nell’esercizio 1:
X
Y
0,5
8
1
2
2
5
10
0,4
Motiva la tua risposta:…………………………………………………………….
Esercizio 32. In una cartina geografica dell’Italia in scala 1:2000000, quanto distano le città di
Milano e Roma? (esprimi il risultato in cm, supponendo che la distanza reale tra Milano e Roma sia
500 km). Sapendo che la superficie dell’Italia vale circa 300000 km2, quanto vale l’area della
regione corrispondente sulla mappa geografica (esprimi il risultato in cm2)?
Esercizio 33. Scrivi la formula che lega le seguenti coppie di grandezze direttamente proporzionali
a) Perimetro P e lato di un quadrato l .
b) Circonferenza C e diametro d di un cerchio .
c) Area A e quadrato q del raggio di un cerchio .
d) Volume V di un cilindro e raggio r della base.
Esercizio 34. Scrivi la formula che lega le seguenti coppie di grandezze inversamente proporzionali
a) il numero N di lati e lato l di un poligono regolare di perimetro pari a 10 cm.
b) Base b e altezza h di un rettangolo di area pari a 25m2 .
c) Area di base A e altezza h di un cilindro di volume pari a 32m3 .
d) Volume V e densità d del materiale di cilindri di massa pari a 1kg .
Esercizio 35. Consideriamo una molla appesa ad un’asta di supporto. Quando la molla è a riposo la
sua lunghezza vale 12cm. Se appendiamo alla molla uno o più pesetti essa si allunga: gli
allungamenti misurati sono riportati nella seguente tabella:
X
Massa dei pesetti (g)
10
20
30
50
80
Y
Allungamenti (cm)
3
6
9
15
24
a) Rappresenta graficamente i dati della tabella in un grafico cartesiano.
b) Quale è il rapporto tra gli allungamenti (y) e la massa dei pesetti (x)? E’ costante tale
rapporto?
c) Scrivi la relazione che lega l’allungamento della molla alla massa dei pesetti. Conosci questa
legge fisica?
Esercizio 36. Quattro recipienti cilindrici contengono 1dm3 d’acqua. Le aree di base dei diversi
contenitori misurano rispettivamente 50cm2 , 100 cm2, 200 cm2, 250 cm2.
Classe 1F / Lavoro estivo di fisica / a.s. 2013-2014/ pag. 6 di 8
a) Calcola le corrispondenti altezze del livello dell’acqua e riporta i dati (area di base altezza) in un grafico cartesiano.
b) Di che tipo è la relazione tra area di base e altezza?
Esercizio 37. (*) Ad una molla di costante elastica k = (20 ± 1)N / m , si appende un cubetto di ferro
di lato l = (4,0 ± 0,1)cm . Sapendo che la densità del ferro è d = (7800 ± 10 )kg / m 3 , calcola
l’allungamento della molla, indicando , oltre al valore medio, il corrispondente valore
dell’incertezza assoluta.
Esercizio 38. Una casa editrice deve sostenere 10000 € di costi fissi per la pubblicazione di un libro,
più 6 € per ogni copia pubblicata. Supponendo che il prezzo di vendita di ogni copia sia stato fissato
a 10 €, quante copie bisogna vendere per riuscire a pareggiare le spese?
Esercizio 39. (*) Un cubo di lato l = 10 cm ha una massa m1 = 2,7 kg. Calcola la densità del
materiale con cui è stato costruito il cubo. Con lo stesso materiale si costruisce un cubo avente un
lato doppio del precedente. Quale sarà, in tal caso, il valore della massa m2 del cubo? Che relazione
sussiste, tra la massa del cubo e il suo lato? Argomenta adeguatamente la tua risposta.
Esercizio 40. In un laboratorio sono presenti quattro cilindretti di diverso materiale (piombo, rame,
ferro e alluminio), aventi tutti una massa di 100 g e un’altezza di 4 cm. Utilizzando i valori di
densità riportati in tabella, calcola il diametro di base dei quattro oggetti.
DENSITA’ ( kg / m3 )
11400
8900
7800
2700
MATERIALE
PIOMBO
RAME
FERRO
ALLUMINIO
Riporta in valori della densità e del diametro dei quattro oggetti in un grafico cartesiano (diametro
sull’asse X, densità sull’asse Y). Che tipo di relazione c’è tra il diametro e la densità? Argomenta
adeguatamente la tua risposta.
Esercizio 41. La superficie esterna di una sfera vale 400 cm2 , calcola il volume della sfera. Se si
considera una seconda sfera, avente una superficie doppia della prima, quanto vale il volume della
seconda sfera?
Esercizio 42. I dati che seguono rappresentano le lunghezze di una molla quando vi vengono appesi
un certo numero di oggetti aventi uguale massa. Riporta i dati in un diagramma cartesiano e
stabilisci, motivando la tua risposta, se le due grandezze sono direttamente proporzionali.
Numero
1
oggetti
Lunghezza 15,2
( cm )
2
3
4
5
6
7
18,1
21,2
24,1
27,0
29,9
32,0
Esercizio 43. Una sbarra metallica, passando da 2°C a 102°C, si allunga da 2,000 m a 2,005 m. Qual
è il suo coefficiente di dilatazione lineare?
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Esercizio 44. A una temperatura di 20 °C, la lunghezza di una sbarra di ferro vale 1 m, mentre la sua
massa vale 10 kg. Sapendo che il coefficiente di dilatazione lineare del ferro vale 12 ⋅ 10 – 6 °C – 1 ,
completa la tabella (trascrivi sul foglio i calcoli eseguiti per ottenere i risultati).
Temperatura (°C)
20
40
60
Lunghezza (m)
1
Massa (kg)
10
Esercizio 45. (*) Si vuole misurare la lunghezza di un’asta di alluminio, utilizzando un metro in
acciaio. Alla temperatura di 20 °C, la lunghezza dell’asta di alluminio risulta L20 = 2 m. Quale
valore si ottiene, eseguendo la misura quando la temperatura di asta e metro vale 40 °C? (Ricorda
che anche il metro si dilata, non solo l’asta!)
[Il coefficiente di dilatazione lineare dell’acciaio vale 12 ⋅ 10 – 6 °C – 1 ; per l’alluminio vale 24 ⋅ 10
–6
°C – 1].
Esercizio 46. In un termometro a dilatazione, 1 grammo di alcool è contenuto in un bulbo di vetro
ed è libero di espandersi all’interno di una cannuccia graduata avente sezione circolare, in modo
che, una volta raggiunto l’equilibrio termico, il livello raggiunto dall’alcool nella cannuccia indica il
valore della temperatura dell’ambiente a contatto con il bulbo. Sapendo che un riscaldamento di 1
°C determina una variazione di 0,5 cm del livello dell’alcool nella cannuccia, calcola il diametro
della sezione interna della cannuccia.
[Il coefficiente di dilatazione volumica dell’alcool vale 10 ⋅ 10 – 4 °C – 1 ].
Esercizio 47. In frigo, a una temperatura T = 4 °C, c’è un bicchiere di vetro di forma cilindrica,
avente un diametro interno d = 10 cm, contenente 200 cm3 di acqua. Il bicchiere viene tolto dal
frigo e posto in un ambiente alla temperatura di 24 °C. Calcola di quanto aumenta il livello
dell’acqua nel bicchiere, una volta raggiunto l’equilibrio termico (ricorda di considerare sia la
dilatazione dell’acqua sia la dilatazione del vetro!)
[Il coefficiente di dilatazione volumica dell’acqua vale 4,6 ⋅ 10 – 4 °C – 1 ;
Il coefficiente di dilatazione lineare del vetro vale 9,0 ⋅ 10 – 6 °C – 1].
Esercizio 48. Un blocco di ferro e uno di ottone hanno entrambi una massa m = 1 kg. Calcola il loro
volume alla temperatura di 20 °C. E’ possibile riscaldare i due blocchi in modo tale il loro volume
risulti uguale? Argomenta adeguatamente la tua risposta, facendo ricorso sia a calcoli sia a
ragionamenti.
[ferro: densità = 7,8 g / cm3 ; coefficiente di dilatazione lineare λ = 12 ⋅ 10 – 6 °C – 1].
[ottone: densità = 8,4 g / cm3 ; coefficiente di dilatazione lineare λ = 20 ⋅ 10 – 6 °C – 1].
Suggerimento per letture estive:
“Più o meno quanto ?” // Weinstein, Adam // Zanichelli Editore // 2009 // € 11,80 (circa)
L’arte di fare stime sul mondo
Istruzioni per l’uso:
gli studenti che hanno il giudizio sospeso o la lettera di incertezza in fisica sono tenuti a svolgere
tutti gli esercizi ( tale lavoro sarà controllato a settembre contestualmente alla prova orale per gli
studenti con il giudizio sospeso, nel corso delle prime lezioni per i rimanenti ). Gli altri studenti
sono tenuti a svolgerne almeno la metà, includendo nella scelta tutti gli esercizi contrassegnati dal
simbolo ( * ).
[ ad esempio Esercizio 45. (*) ] Buone vacanze !! ( e buon lavoro… )
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