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COMPITI PER LE VACANZE CLASSE III FISICA

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LICEO LINGUISTICO EUROPEO “OXFORD”
a.s. 2013/14
FISICA – Classe III
Attività in preparazione alla prova di recupero di agosto
I capitoli del testo da ri-studiare (o studiare meglio) sono:
1 – GRANDEZZE E MISURE (facendosi gli esempi e le domande che si trovano nel testo)
incluse le schede storiche alle pagg. 24-26, rispondendo per iscritto alle domande proposte
2 – DESCRIVERE IL MOVIMENTO (facendosi gli esempi e le domande che si trovano nel testo)
incluse le schede alle pagg. 51-52 rispondendo per iscritto alle domande proposte
3 – LA VELOCITÀ (facendosi gli esempi e le domande che si trovano nel testo)
incluse le schede alle pagg. 82-85, rispondendo per iscritto alle domande proposte
4 – L'ACCELERAZIONE (facendosi gli esempi e le domande che si trovano nel testo)
inclusa la scheda storica di pag. 112, rispondendo per iscritto alla domanda proposta
5 – I VETTORI tranne il paragrafo 3, (facendosi gli esempi e le domande che si trovano nel testo)
Svolgere su un quaderno, da consegnare il giorno della prova di recupero, gli esercizi delle pagine che
seguono. Il recupero verrà verificato con un paio di quesiti ed un paio di problemi scelti tra questi.
L'insegnante
G. Zamperetti
Domande
1. «Una proprietà alla quale è possibile associare un valore numerico è detta grandezza fisica.»
Correggi questa frase se necessario.
2. Roberto misura la massa di un sasso con una bilancia a bracci uguali e ottiene il valore di 24,36 g.
Luigi esegue la stessa misura ed ottiene il risultato di 24,4 g. Quale dei due ha eseguito la misura in
modo errato? Motiva la risposta. Quale scatola di masse campione aveva a disposizione Roberto?
3. Perché per misurare la durata di un fenomeno si sceglie per unità di misura la durata di un
fenomeno periodico? Spiega in 10 righe.
4. Che cosa è l’ordine di grandezza di una misura? Spiega in 5 righe facendo uno o più esempi.
5. Che cosa si ottiene quando vengono divise o moltiplicate fra loro due grandezze fisiche? Rispondi
distinguendo i vari casi e facendo degli esempi.
Problemi
6. Qual è la massa dell’acqua contenuta nella piscina rappresentata in figura? Se la piscina fosse
riempita con petrolio di densità pari a 800 kg/m3, quale sarebbe la massa del petrolio?
7. Qual è la densità del marmo con cui è fatto il fermacarte illustrato in figura?
8. La densità media della Terra è 5,51 g/cm3 e la sua massa è 5,97 x 1024 kg.
a. Approssimando la forma della Terra a una sfera, qual è il suo raggio in km?
b. Confronta l’ordine di grandezza della massa della Luna, pari a 7,35 x 1022 kg, con quello della
massa della Terra.
9. L’oncia fluida (fl.oz.) è un’unità di misura del volume equivalente a 30 ml, usata nei paesi
anglosassoni, che si trova spesso sulle etichette dei prodotti alimentari o cosmetici. Il contenuto di
una bottiglia di profumo è dichiarato pari a 1,69 fl.oz. e ha una massa di 42 g.
a. Qual è la densità del profumo in g/cm3 e in kg/m3?
Domande
1. Una lucertola si muove su un pavimento lungo la linea di giunzione di un mosaico a piastrelle. Ogni
piastrella rettangolare è seguita, nella direzione del lato lungo, da una piastrella quadrata di lato pari
alla metà del precedente, e la lucertola impiega sempre lo stesso tempo ∆t per percorrere la
piastrella più lunga e un tempo pari a ∆t/2 per attraversare quella corta. In che modo è possibile
approssimare il moto della lucertola come rettilineo uniforme? Si tratta di una buona
approssimazione? Motiva la risposta.
2. La velocità media lungo un percorso rettilineo può essere negativa o nulla? In quali casi? Se la
velocità media lungo un percorso rettilineo è nulla, allora esiste almeno un istante di tempo, durante
lo spostamento, nel quale anche la velocità istantanea è nulla. Provalo con un esempio e disegna un
grafico spazio-tempo che rappresenti la situazione.
3. In figura è riportato il grafico spazio-tempo di un tasso che esce dalla tana per cercare cibo per i
suoi cuccioli. In quale istante di tempo pensi che l’abbia trovato? Descrivi il comportamento del
tasso nei vari intervalli di tempo.
4. Disegna un grafico che approssimi il seguente grafico spazio-tempo attraverso moti rettilinei
uniformi.
5. Un’automobile deve attraversare 7 uscite autostradali prima di raggiungere la sua destinazione.
Supponendo che l’automobile viaggi a velocità costante, quali informazioni occorrono per poter
stabilire l’orario di arrivo?
Problemi
6. Un tagliaerba riesce a raggiungere una velocità di 0,90 m/s. La superficie di un campo da calcio
lungo 90 m deve essere tosata due volte e il tagliaerba deve percorrere il campo da un estremo
all’altro, alla massima velocità, per 45 volte per coprire tutta la sua superficie. Calcola:
a. il tempo necessario a tagliare tutta l’erba del campo se ad ogni fine giro il giardiniere ha bisogno
di 60 s per far cambiare direzione al tagliaerba e, dopo aver coperto la superficie del campo la
prima volta, di 10 min per eliminare l’erba tagliata;
b. la distanza e lo spostamento complessivi;
c. la velocità media di tutto il lavoro.
7. Il seguente grafico spazio-tempo rappresenta il percorso effettuato da una motocicletta.
a. Ricava velocità media, distanza e spostamento dell’intero percorso effettuato dalla motocicletta.
b. Quali sono i tratti i cui il mezzo è fermo?
c. Quali quelli in cui il motociclista sta tornando indietro?
8. Romina deve scendere dall’Eurostar sul quale si trova alla stazione di Foligno, per salire sul
regionale per Perugia, ma il suo treno è in ritardo e lei non sa se perderà la coincidenza. Per
l’Eurostar quella di Foligno è la quarta fermata, con una distanza complessiva di 90 km, mentre per
il regionale è la terza, con una distanza complessiva di 60 km.
a. Se quest’ultimo si muove con velocità di 90 km/h e sosta 3,0 min in ogni stazione, e l’Eurostar
viaggia a 140 km/h e sosta 2,0 min in ogni stazione, Romina riuscirà a prendere la coincidenza?
Perché?
9. Un tratto di autostrada è controllata da un sistema “tutor”, formato da due rivelatori posti a 20 km
di distanza l’uno dall’altro, e il limite massimo di velocità è di 130 km/h. Un’automobile attraversa
il primo rivelatore con una velocità istantanea di 150 km/h, che mantiene per 10 km, dopodiché il
conducente è costretto a fermarsi in una piazzola di emergenza per 3 min e 30 s, per un controllo
sulla sicurezza del veicolo. Dopo la sosta riprende la marcia alla velocità di 155 km/h, fino ad
attraversare il secondo rivelatore.
a. Il conducente dell’auto prenderà la multa?
b. Qual è la durata minima della sosta al di sotto della quale il conducente viene multato?
c. Disegna il grafico spazio-tempo della marcia dell’automobile tra i due rivelatori.
Domande
1. Un’automobile parte da ferma e raggiunge in 10 s la velocità di 65 km/h. Puoi disegnare il grafico
velocità-tempo del moto? E il grafico spazio-tempo? Motiva la risposta. Quali informazioni puoi
ricavare dai dati a disposizione?
2. Un ciclista procede a velocità costante verso un incrocio. Sulla stessa strada, lungo la stessa
direzione, un motociclista ha un’andatura caratterizzata da brusche accelerazioni e pause
intermedie. Si può stabilire quale dei due arriva per primo all’incrocio? Perché?
3. Un’automobile parte da ferma e raggiunge una certa velocità dopo aver percorso una distanza nota.
Possiamo ricavare il valore dell’accelerazione media? E dell’accelerazione istantanea? In caso
affermativo specifica le eventuali formule usate.
4. È possibile misurare l’accelerazione di gravità della Luna con un regolo graduato e un cronometro?
Motiva la risposta ed evidenzia le approssimazioni fatte.
5. Il seguente grafico è relativo a un moto uniformemente accelerato. In che modo è possibile ricavare
da esso il valore dell’accelerazione? E dello spazio percorso in un intervallo di tempo ∆t? Quale
curva rappresenta lo stesso moto nel piano spazio-tempo?
Problemi
6. In una tabella pubblicata su una rivista specializzata sono riportati i dati di velocità massima e
accelerazione di 4 automobili commerciali. L’accelerazione è fornita attraverso il tempo impiegato
a raggiungere la velocità di 100 km/h partendo da una velocità nulla.
Velocità massima
175 km/h
192 km/h
190 km/h
178 km/h
Accelerazione
12,0 s
10,1 s
10,6 s
11,3 s
(0-100 km/h)
a.
Trova i rispettivi valori in m/s2.
b.
Si tratta di accelerazioni medie o istantanee?
c.
Quanto spazio percorrono rispettivamente le automobili nei tempi indicati?
7. Un giocoliere lancia una palla in alto, lungo la verticale, per riprenderla al volo dopo aver eseguito
una piroetta.
a. Se la velocità iniziale della palla è 4,9 m/s, quanto tempo ha a disposizione il giocoliere prima
che la palla torni al punto di partenza?
b. Qual è la quota massima raggiunta dalla palla rispetto a quella iniziale?
c. Qual è la velocità iniziale della palla in km/h?
8. a. Scrivi la legge della velocità del moto illustrato nel seguente grafico velocità-tempo e calcola lo
spazio percorso nei primi 25 minuti.
Illustra una possibile situazione reale descritta approssimativamente dal grafico.
9. Completa il grafico velocità-tempo di un corpo in caduta libera con il corretto istante di tempo t* e
scrivi la legge oraria.
a.
b.
Qual è la distanza percorsa dal corpo nell’istante t*?
Qual è la velocità del corpo all’istante 1,9 s? Esprimi il risultato in m/s e in km/h.
Domande
1. Durante un’esercitazione didattica a ogni studente è data un’istruzione sullo spostamento da
compiere all’interno dell’aula. Due studenti ricevono la stessa istruzione: «esegui uno spostamento
di un metro da sud a nord e uno spostamento di due metri da ovest a est». Dopo avere effettuato gli
spostamenti, i due studenti non si trovano nella stessa posizione: perché? Rispondi in termini di
vettori e loro caratteristiche. Disegna un possibile schema vettoriale della situazione.
2. «La somma di due vettori si ottiene utilizzando la regola del parallelogramma, mentre la differenza
tra due vettori si ottiene utilizzando il metodo punta-coda.» Correggi questa frase, se necessario.
3. Dato un corpo che si muove su una traiettoria curvilinea, qual è la differenza tra il vettore posizione
e il vettore spostamento? Se il moto lungo la traiettoria è uniforme, che cosa si può dire
dell’accelerazione?
4. Definisci le grandezze vettoriali e fai alcuni esempi. In che cosa una grandezza vettoriale differisce
da una grandezza scalare?
5. «Un’automobile percorre una curva a 50 km/h, pertanto la sua accelerazione è nulla.» Correggi
questa frase, se necessario. Fai un disegno in cui si vedano i vettori spostamento e velocità in 3
diversi punti della curva.
Problemi
6. Esegui la somma vettoriale dei 3 vettori v⃗1, v⃗2, v⃗3 in figura con la regola del parallelogramma e
con il metodo punta-coda, verificando che si ottiene lo stesso risultato.
u , ⃗v hanno coordinate cartesiane rispettivamente (1,7 m; 2,4 m) e (2,1 m; 3,3 m).
7. Due vettori ⃗
u e ⃗v in un opportuno sistema di riferimento cartesiano e traccia lo spostamento
Disegna ⃗
u+ ⃗
v .
somma ⃗
u+ ⃗
v ?
a. Quali sono le coordinate cartesiane di ⃗
b. Quanto vale il suo modulo?
u −⃗v e calcolane il modulo.
c. Disegna il vettore ⃗
8. Sono dati i vettori in figura, i cui moduli sono
|v1| = 5 unità
|v2| = 3 unità
a.
b.
Ricava dal grafico le loro componenti cartesiane e quelle del vettore somma
Disegna il vettore somma e calcolane il modulo.
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