Università degli Studi di Udine – Facoltà di Ingegneria

Corso di Laurea in Scienze dell’Architettura – Anno Accademico 2006-07

Prova di FISICA – 07.12.2006

 

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

 

1 – Esercizio

Una particella si muove nel piano xy soggetta alla sola componente x dell’accelerazione:

ax = 5 m/s2. Essa parte dall’origine a t = 0 con una velocità iniziale avente componente x vxo = 10 m/s e componente vyo = 5 m/s.

Determinare le componenti della velocità in funzione del tempo ed il vettore velocità risultante all’istante t = 1 s.

Determinare il vettore posizione in funzione del tempo.

Soluzione: v(t) = (10+5t)i + 5j m/s; v(1) = 15i + 5j; x(t) = 10t + 2.5t2 m, y(t) =5t m.

 

2 – Si chiarisca la relazione fra la forza peso in prossimità della superficie terrestre e la forza di gravitazione universale.

 

3 – Si definisca in modo completo il momento angolare di un corpo e si dica quando esso si conserva.

 

4 – Esercizio

Una scala a pioli avente lunghezza L e peso P = 50 N poggia su una parete liscia verticale; se il coefficiente di attrito statico tra la scala ed il suolo è m = 0.40, si faccia il diagramma di corpo libero e si calcoli il minimo angolo θ fra scala e pavimento per cui la scala non scivola.

Soluzione: imponendo le condizioni per l’equilibrio si ottiene: θ = 51.3o.

 

5 – Grandezze e leggi della dinamica traslatoria e della dinamica rotazionale a confronto.

 

6 – Esercizio

Su una superficie orizzontale priva di attrito oscilla una massa m = 0.5 kg collegata ad una molla di costante elastica k = 30 N/m. La massa viene lasciata libera ad una distanza di 5.0 cm dalla posizione di equilibrio con velocità iniziale nulla.

a)      Scrivere la legge oraria secondo la quale si muove la massa, specificando i valori di tutte le costanti;

b)      Calcolare il periodo di oscillazione, l’energia totale e la velocità massima della massa.

Soluzione: a) x(t) = 0.05 cos (7.74 t) m; b) T = 0.81 s, E = 0.037 J, vmax = 0.38 m/s.

 

7 – Relazione fra energia cinetica media e temperatura nei gas ideali.

 

8 – Esercizio

Un chilo di acqua a 0oC è mescolato con una uguale massa di acqua a 100°C; il tutto è racchiuso in un recipiente isolato termicamente. Dopo che si è raggiunto l’equilibrio, la miscela ha una temperatura uniforme di 50°C.

a)         Calcolare la variazione di entropia del sistema.

            [cacqua = 4186 J/(kg K)]

Soluzione: DS = 101.5 J/K.