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

prova di FISICA – 22.03.2006

 

Rispondere alle domande e risolvere gli esercizi negli appositi spazi liberi

 

1 – Esercizio

Uno sciatore scia lungo un pendio e si stacca dalla pista con una velocità iniziale orizzontale di 25 m/s, come riportato in figura. La pista, dopo il punto di distacco dello sciatore, prosegue con una inclinazione di 35°. Determinare la quota yo del punto di stacco e la coordinata x* del punto di contatto dello sciatore con la pista al termine del salto.

Soluzione: x = d cos35o = vo t, y = yo – ½ gt2 = d sen35o

==> tempo di volo t* = 2/g vo tg35o, x* = 89,3 m, yo = 62.5 m.

 

2 – Si enuncino i principi di conservazione incontrati nello studio della Fisica.

 

3 – Esercizio

Un blocco di massa m1 = 1 kg su di una superficie orizzontale scabra è connesso ad una seconda massa m2 = 2 kg tramite una fune leggera attraverso una puleggia priva di attrito e di massa trascurabile. Una forza di modulo F = 50 N è applicata alla massa m1 come in figura (direzione orizzontale positiva). Il coefficiente di attrito dinamico fra m1 e la superficie è md = 0.1.

Nell’ipotesi che il sistema si muova verso destra, determinare l’accelerazione delle masse e la tensione della fune.

Soluzione: proiettando le forze per ciascun blocco lungo le direzioni x e y e risolvendo:

è a = 9,8 m/s2, T = 38 N.

 

4 – Si ricavi, giustificandola, l’espressione dell’energia potenziale gravitazionale.

 

5 – Esercizio

Una trave orizzontale, lunga 8 m e pesante 200 N è incernierata ad un estremo su uno snodo intorno al quale può ruotare. All’altro estremo è sorretta da un cavo formante un angolo di 53° con l’orizzontale. Se una persona di 600 N si trova sulla trave a 2 m dalla parete, si trovi la tensione agente sul cavo e la forza con cui la parete agisce sulla trave nel punto O.

Soluzione: imponendo le condizioni di equilibrio: T = 313 N, Fx = 188N, Fy = 550 N.

 

6 – Si descriva l’equazione di un moto armonico semplice e la sua soluzione più generale, chiarendo il significato delle costanti.

 

7 - Esercizio

Un forno solare consiste in uno specchio riflettente curvo che focalizza la luce del sole su un oggetto da riscaldare. La potenza solare, per unità di area, che raggiunge la terra in un determinato luogo è 600 W/m2, e un piccolo forno solare ha un diametro di 0.5 m. Assumendo che il 50% dell’energia incidente sia trasformata in energia termica, quanto tempo sarà necessario per vaporizzare un litro d’acqua inizialmente a 20° C?

(calore specifico dell’acqua c = 4186 J/(kg K), calore latente di vaporizzazione dell’acqua l = 2260 .103 J/kg)

Soluzione: Dt = (Q1 + Q2) / Peff = 12.2 ore (dove Q1 = Q necessario per portare l’acqua a 100oC, Q2 = Q necessario per far evaporare l’acqua)

 

8 – La prima legge della termodinamica: la si enunci e si chiarisca ciascun elemento.