Compiti per la vacanze classi seconde CINEMATICA

1.

Un treno, che mantiene una velocità costante di 60 km/h si dirige verso est per 40 minuti, poi si muove 2.

in direzione 45° a nord-est per 20 minuti, e infine verso ovest per 50 minuti. Qual è la velocità media dl treno durante l’intero percorso? Un elettrone, con velocità iniziale v 0 = 10 4 m/s, attraversa una regione di spazio, lunga 1 cm, dove viene elettricamente accelerato. Ne esce con velocità v = 4 x 10 6 m/s. Qual è la sua accelerazione, 3.

supponendola costante? In un palazzo la portinaia viene informata che qualcuno, da un appartamento lascia cadere sacchetti pieni d’acqua sui passanti. Essa verifica che i sacchetti attraversano il vano della sua finestra, che è al piano terreno, in 0.1 s. La finestra è alta 1.80 m e la distanza tra i piani è di 3.00 m. A quale piano dovrebbe cercare il colpevole? (si consideri l’accelerazione di gravità costante di 9.8 m/s 2 ) 4.

Per un treno che collega Bologna ad Ancona si ricava, da un orario ferroviario, la seguente tabella Distanza (km) Tempo impiegato (minuti) Bologna - Forlì Forlì – Cesena 65.0 18.0 42.0 12.0 Cesena – Rimini Rimini – Pesaro 29.0 33.0 18.0 20.0 Pesaro - Ancona 59.0 37.0 Traccia il diagramma orario, sapendo che in ogni stazione il treno effettua una sosta di 3.0 minuti, e supponendo che tra una stazione e l’altra mantenga inalterata la sua velocità. Calcolare inoltre le velocità medie del treno nei cinque tratti.

DINAMICA

1.

Un uomo tira una slitta, mantenendo una velocità costante. La massa della slitta e dei bambini vale 28.00 kg, il coefficiente di attrito dinamico vale 0.33 e l’uomo tira la slitta con una fune di direzione inclinata di 33° rispetto al terreno orizzontale. Con quale forza l’uomo tira la slitta? Quanto vale l’accelerazione del sistema bambini + slitta? 2.

Un motociclista lanciato su un rettilineo alla velocità do 115 km/h si arresta in 14 s. calcolare la forza media frenante e lo spazio di frenata, considerando che la massa moto + motociclista è di 275 kg. 3.

Una sonda spaziale, di massa 500 kg, scende con velocità costante di 3.0 m/s sulla Luna. A 3.5 m dal suolo vengono spenti i razzi e la sonda tocca il suolo con velocità di 3.9 m/s con moto uniformemente accelerato. Quanto vale la forza di propulsione dei razzi? (g Luna = 1.62 m/s 2 ) 4.

In un film di fantascienza un astronauta collega, con una fune, un asteroide di 6300 kg alla sua nave spaziale che ha una massa di 3500 kg. Usando i motori del veicolo, tira l’asteroide verso il veicolo con una forza di 490 N. L’asteroide e il veicolo sono inizialmente fermi e la loro distanza è di 450 m. Dopo quanto tempo entrano in contatto? 1.

ENERGIA

Un protone (massa 1.67 x 10 -27 kg) è accelerato in un acceleratore lineare. In ogni stadio dell’acceleratore gli viene impressa un’accelerazione, in linea retta, di 3.6 x 10 15 m/s 2 . Se un protone entra in uno stadio di lunghezza totale 3.5 cm, con velocità iniziale di 2.4 m/s, calcolare: a) la sua velocità all’uscita dallo stadio; b) il guadagno di energia cinetica dovuto all’accelerazione. 2.

Una molla, di massa trascurabile, può essere compressa di 1.0 dm da una forza di 10 N. Questa stessa molla è posta alla fine di un piano inclinato liscio, che forma un angolo di 33° con l’orizzontale. Una massa di 10 kg è lasciata cadere da ferma dal vertice alto del piano inclinato e si arresta momentaneamente dopo aver compresso la molla di 200 cm. Quanto vale lo spostamento complessivo del corpo prima di fermarsi? Quanto vale la velocità della massa un istante prima di toccare la molla?

3.

Un blocco di ghiaccio di 45 kg scivola, in basso, lungo un piano inclinato di lunghezza L=1.5 m per un’altezza di 0.91 m. Uno scaricatore spinge dal basso contro il blocco con una forza parallela al piano inclinato in modo da obbligarlo a scendere a velocità costante. Determinare: a) la forza esercitata dallo scaricatore; b) il lavoro sviluppato sul blocco di ghiaccio dallo scaricatore; c) il lavoro sviluppato dal peso proprio del blocco; d) il lavoro sviluppato dalla forza normale esercitata dal piano sul blocco ed e) dalla forza risultante applicata al blocco. 4.

Un razzo di massa 50 tonnellate acquista, partendo da fermo, una velocità di 6000 km/h, in un minuto dopo il lancio, Qual è la sua energia cinetica dopo il primo minuto? Qual è la potenza media spesa durante questo tempo? (si trascuri la forza di attrito e la forza di gravità)

CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA

1.

In assenza di attrito un’automobile di massa 80 kg passa, su una strada orizzontale, da 0 a 90 km/h in 8 s. Determinare la potenza erogata dal motore. 2.

Una freccia, di massa 200.0 g, lanciata verticalmente verso l’alto con la velocità di 25.0 m/s, raggiunge l’altezza massima di 30.0 m. Supponendo che la freccia si muova senza ruotare, calcolare l’energia meccanica perduta per la resistenza con l’aria. 3.

Luca lancia un sasso verso l’alto con una velocità iniziale di 20.0 m/s contro una pigna, posta su un ramo a 5.0 m di altezza. Trascurando ogni forma dissipativa, calcolare la velocità del sasso quando urta la pigna. 4.

Un blocco di 2.9 kg scivola con una velocità di 1.6 m/s su una superficie orizzontale senza attrito, fino che incontra una molla. Se il blocco comprime la molla di 4.8 cm prima di fermarsi, quanto vale la costante elastica della molla? Quale velocità iniziale dovrebbe avere il blocco per comprimere al molla di 1.2 cm?

OTTICA GEOMETRICA

1.

Un fascio laser è riflesso da uno specchio piano. Si osserva che l’angolo tra il raggio incidente e quello riflesso è di 28 °. Supponendo di girare lo specchio in modo tale che l’angolo di incidenza aumenti di 5°, quanto vale l’angolo di riflessione? 2.

Supponi che la luce entri in un contenitore di benzene con un angolo di 43° rispetto alla normale; il fascio rifratto forma un angolo di 27° con la normale. Determinare l’indice di rifrazione del benzene. 3.

4.

Una lente concava ha distanza focale di -32.0 cm. Calcolare la distanza dell’immagine e l’ingrandimento risultante assumendo che un oggetto sia posto davanti alla lente ad una distanza di 29.0 cm da essa Calcolare la posizione e il tipo (reale o virtuale) dell’immagine finale prodotta dal sistema di due lenti convergenti, aventi lo stesso asse ottico, poste a 0.07 m tra loro se l’oggetto è posto a sinistra, a 0.04 m, dalla prima lente. (distanza focale della prima lente 0.02 cm, della seconda 0.06 m)