Trieste 4/7/96

Facoltà di Ingegneria - Università di Trieste

A.A. 1995-96 - Sessione estiva - Secondo appello

 

Prova scritta di Fisica I

 

Problema 1

Un carrello di lunghezza L scivola su un piano orizzontale liscio con velocità costante v0 rispetto ad una parete fissa. Sul carrello è appoggiato un corpo puntiforme di massa m che si trova in quiete rispetto al carrello ad una delle sue estremità. Ad un certo istante il carrello urta contro la parete in modo completamente anelastico. Supponendo che il pavimento del carrello si opponga al moto del corpo con una forza di attrito viscoso f = -av, dove v è la velocità del corpo rispetto al carrello ed a è una costante, determinare:

a) il tempo impiegato dal corpo per raggiungere l'altra estremità del carrello;

b) la velocità del corpo quando raggiunge l'altra estremità del carrello.

Assumere nei calcoli

L = 2.00 m; v0 = 0.500 m/s; m = 1.50 kg; a = 7.50x10-2 kg/s.

 

Problema 2

Una guida semicircolare rigida ed omogenea, di massa M e raggio R, ha gli estremi inanellati ad un filo orizzontale, pure rigido, sul quale essi possono scorrere senza attrito. Lungo la guida può scorrere senza attrito un anello di massa m e di dimensioni trascurabili.

Inizialmente il sistema è in quiete con l'anello fissato all'estremo A della guida. Successivamente, l'anello viene sbloccato ed il sistema inizia a muoversi. Determinare:

a) lo spostamento subito dall'estremo A della guida all'istante in cui l'anello raggiunge la posizione più bassa;

b) la velocità dell'estremo A della guida nel medesimo istante del punto a).

Assumere nei calcoli:

M = 0.400 kg; R = 20.0 cm; m = 0.100 kg; g = 9.81 m/s2.

  

Problema 3 

Un sistema composto da un corpo solido di massa m, buon conduttore di calore, e da una massa mN di azoto (gas biatomico di peso molecolare M) è in equilibrio, alla temperatura t1, in un recipiente isolato termicamente di volume iniziale V1. Si supponga di poter trascurare il volume del corpo solido. Mediante una espansione reversibile, il sistema viene successivamente portato ad un nuovo stato di equilibrio caratterizzato da un volume V2 e da una temperatura t2. Supponendo di poter trattare l'azoto alla stregua di un gas perfetto, determinare:

a) il calore specifico del corpo;

b) la variazione di entropia dell'azoto.

Assumere nei calcoli:

M = 28; m = 2.00 g; mN = 1.00 g; V1 = 1.00 litri; V2 = 2.20 litri; t1 = 27 ēC; t2 = -23 ēC; R = 8.314 J/Kˇmol