CdLaurea in Scienze dell’Architettura – A A 2007-08 - prova di FISICA – 19.02.2008

Rispondere alle domande e risolvere gli esercizi negli appositi spazi liberi.

 

1 – Esercizio

Una freccetta è scagliata orizzontalmente con velocità iniziale vo = 10 m/s puntando al centro P del disco-bersaglio. Essa finisce, 0.19 s dopo, sul bordo del disco nel punto Q verticalmente al di sotto del centro. Si trovi il raggio PQ del disco e la distanza d dal bersaglio del lanciatore.

Soluzione: d = vo t = 1.9 m, R = ½ g t2 = 0.18 m.

 

2 – Si dimostri che la forza peso mg è conservativa e si ricavi l’espressione dell’energia potenziale.

 

3 – Esercizio

Una cassa di massa 136 kg è appoggiata sul pavimento. Un operaio tenta di spingerla applicando orizzontalmente una forza di 412 N.

a)      Dimostrare che, se il coefficiente di attrito statico è 0.37, la cassa non si sposta.

b)      Un secondo operaio interviene in aiuto tirando su la cassa in direzione verticale: qual è la minima forza verticale che consentirà lo spostamento della cassa appoggiata sul pavimento?

Soluzione: a) non si sposta perché Fatt,s = mSmg > 412 N;

b) 412 N > mS(mg-Fmin) è F > mg – 412/mS = 219 N.

 

4 – Si definisca nella forma più generale il lavoro di una forza, e si dimostri il teorema dell’energia cinetica.

 

5 – Esercizio

L’estremo di una sbarra orizzontale sottile, di massa trascurabile e lunghezza L = 1.76 m, è fissato a una parete per mezzo di un perno. L’altra estremità è legata alla parete tramite un filo sottile che forma un angolo θ = 32° con la direzione orizzontale. Un oggetto di peso P = 315 N è appoggiato alla sbarra a distanza x dalla parete. Determinare la tensione T del filo in funzione di x.

Soluzione:

imponendo le condizioni di equilibrio si ottiene: Fx = P x / (L tanθ), Fy = P (1 - x/L)

 

6 – Dato un pendolo fisico, si scriva l’equazione del moto per le rotazioni e si ricavi, per le piccole oscillazioni, l’equazione del moto armonico.

 

7- Esercizio

Calcolare la potenza termica trasmessa durante una giornata invernale molto fredda attraverso una parete spessa 32 cm, larga 6.2 m e alta 3.8 m. Si assuma che la temperatura interna sia 26° C, quella esterna -18° C e che la conducibilità termica dei mattoni sia

0.74 W/(m K).

Soluzione: (trasferimento di calore per conduzione): P = kADT/L = 2397 W

 

8 – Si esprima il II principio della termodinamica utilizzando le macchine termiche.