Università degli Studi di Udine – Facoltà di Ingegneria

Corso di Laurea in Scienze dell’Architettura – Anno Accademico 2005-06

II^a prova di FISICA – 28.11.2005

Rispondere alle domande e risolvere gli esercizi negli appositi spazi liberi

1 – Esercizio

Un blocco di massa M = 20 kg è sospeso all’estremo di un’asta di lunghezza L = 2 m e massa m = 4 kg. Una fune è collegata all’estremo dell’asta e ad un punto situato alla distanza di 1 metro sopra il punto O. Si trovino la tensione del filo e la forza F esercitata dalla parete sull’asta nel punto O.

Soluzione: T = 482 N, F = 431.5 N.

2 – Esercizio

Un corpo oscilla di moto armonico semplice lungo l’asse x e la sua posizione varia col tempo secondo l’equazione: x = (4.0 m) cos ( p t + p/4) dove x è in metri, t in secondi e gli angoli sono espressi in radianti. Determinare: a) l’ampiezza, la frequenza e il periodo del moto, b) determinare la velocità e l’accelerazione del corpo al variare del tempo t,

c) calcolare la massima velocità e la massima accelerazione del corpo.

Soluzione: a) Xm = 4m, n = 0.5 Hz, T = 2s; b) v(t) = -4p sen(pt + p/4),

a(t) = -4p² cos(pt+p/4); c) v_max = 4p m/s, a_max = 4p² m/s².

3 - Definire cosa si intende per onda armonica trasversale e citarne un esempio, elencandone le principali caratteristiche.

4 – Illustrare il legame fa temperatura ed energia cinetica media delle molecole.

5 – Esercizio

Un sistema è costituito da 3 kg d’acqua a 80^oC. Si compiono 25 kJ di lavoro sul sistema agitandolo con un mulinello, mentre gli si sottraggono 15 kcal di calore.

Calcolare la variazione dell’energia interna del sistema e la temperatura finale dell’acqua.

Soluzione: DE = Q – L, Q_tot = m c_H2O DT è DT = - 3^oC è Tf = 77 C

6 – Esercizio

Due moli di gas ideale subiscono un’espansione isoterma reversibile fino a quadruplicare il volume iniziale.

a) Calcolare la variazione di entropia del gas.

b) Dire come deve essere la variazione di entropia dell’universo.

Soluzione: DS = nR ln V_f/V_i = 23 J/K, DS_tot = 0 perchè la trasformazione è reversibile.

7 – Si definisca cosa si intende per macchina termica e si enunci il II principio della termodinamica secondo Kelvin e Clausius.