Università degli Studi di Udine – Facoltà di Ingegneria

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

Recupero II prova di FISICA – 12.1.2006

 

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

 

1 – Esercizio

Un’asta verticale rigida di massa trascurabile è legata al terreno mediante un perno posto nella sua estremità inferiore. L’asta è dotata anche di un filo che va dalla sua estremità superiore al suolo. Se una forza orizzontale F viene applicata in un punto a metà dell’asta, di trovino la tensione del filo e le componenti orizzontale e verticale della forza esercitata dal perno sull’asta (si esprimano i risultati in funzione di F).

Soluzione: imponendo le condizioni per l’equilibrio: Rx = F/2, Ry = F/2, T = F/sqrt(2).

 

2 – Esercizio

La posizione di una massa attaccata ad una molla è data dall’equazione

x = (6,5 cm) cos (7,14 t).

Determinare il periodo T dell’oscillazione e la velocità ed accelerazione massime della massa.

Soluzione: T = 0,88 s, vmax = 0,5 m/s, amax = 3,3 m/s2.

 

3 – Si scriva l’equazione d’onda per un’onda sonora armonica che si propaga lungo la direzione positiva dell’asse x, chiarendo il significato di tutti i termini.

 

4 – Si ricavi la relazione fra energia cinetica media e temperatura nei gas ideali.

 

5 – Esercizio

Un cilindro contiene 0,3 moli di un gas ideale alla temperatura di 310 K.

Si determini la quantità di calore che deve essere fornita al gas per mantenere costante la temperatura, se il gas si espande isotermicamente da un volume iniziale di 0,31 m3 a un volume finale di 0,45 m3. Si tracci il diagramma pV della trasformazione.

Soluzione: Q = L = nRT ln(Vf/Vi) = 288 J.

 

6 – Si definisca la funzione entropia.

Si calcoli la variazione di entropia di un pezzo di ghiaccio di massa pari a 0,125 kg quando si scioglie a 0oC, supponendo che lo scioglimento avvenga reversibilmente.

[calore latente di fusione Lf = 33,5 . 104 J/kg].

Soluzione: DS = Q/T = mLf/T = 153 J/K.

 

7 – Si esprima il rendimento di una macchina termica, e lo si metta in relazione alla seconda legge della termodinamica.