Parte 1 - Università degli Studi di Trieste

Precorsi 2014
Fisica
parte 1
Programma ministeriale per il test
Grandezze fisiche
Una grandezza fisica è una caratteristica misurabile di
un’entità fisica.
Sono grandezze fisiche: velocità, energia di un sistema , forza,
massa, lunghezza, intervallo di tempo, …
Misurare una grandezza significa confrontarla con
un’unità di misura, ovvero con una grandezza standard
dello stesso tipo.
Sono state scelte 7 grandezze fondamentali, dalle quali
sono esprimibili tutte le altre (grandezze derivate).
Grandezze fondamentali
U.d.M nel U.d.M. nel
Grandezza
U.d.M.
Dimensione
Sistema
sistema
fondamentale
nel (S.I.)
c.g.s
tecnico (ST)
Grandezze fisiche
lunghezza
L
metro (m)
centimetro
(cm)
metro (m)
Tempo
T
secondo (s)
secondo (s)
secondo (s)
Massa
M
Kilogrammo
(Kg)
grammo (g)
Quantità di
materia
m
mole (mol)
Intensità di
corrente
i
ampere (A)
Temperatura
K
Kelvin (k)
Intensità
luminosa
l
candela (cd)
Forza (solo per
ST)
Chilogrammo
forza (kgf)
Grandezze fisiche
Alcune grandezze derivate
Grandezze fisiche
Prefissi
Prefisso
Pico
Fattore
10-12
Simbolo
p
Nano
Micro
Milli
10-9
10-6
10-3
n
m
Centi
Deci
10-2
10-1
c
d
Deca
Etto
Chilo
Mega
Giga
Tera
101
102
103
106
109
1012
da
h
K
M
G
T
Grandezze fisiche
Le grandezze fisiche si possono distinguere in gr. scalari
e gr. vettoriali.
Una grandezza scalare è espressa da uno scalare (numero
reale) e da un’unità di misura.
Sono grandezze scalari: temperatura, lunghezza, massa, potenziale
elettrico, …
Una grandezza vettoriale è espressa da un vettore,
determinato da un modulo, una direzione, un verso e un
punto di applicazione:
Grandezze fisiche
Operazioni con i vettori
-
-
-
-
-
Prodotto per uno scalare:

b

ka
Somma:

c
 
a b
Differenza:

c
 
a b
Prodotto scalare:
p
 
a b
Prodotto vettoriale:

c
 
a b
Grandezze fisiche
Operazioni sui vettori – somma di vettori
a
c
c
b
a
-b
b
c = a+b
c = a-b
Grandezze fisiche
Operazioni sui vettori – prodotti
scalare
vettoriale
Grandezze fisiche
Analisi dimensionale
Perché?
‐ controllare formule
‐ escludere risposte velocemente!
Esempio: caduta libera di un corpo
Grandezze fisiche - Quesiti
Due grandezze fisiche si dicono omogenee se:
a) Si possono moltiplicare tra loro
b) Si possono dividere tra loro
c) Si possono sommare tra loro
d) Sono divisibili per uno stesso numero
e) Nessuna delle risposte è corretta
Grandezze fisiche - Quesiti
Determinare la sequenza crescente delle seguenti unità di misura
delle lunghezze:
a) nm, Gm, cm, m, Km
b) Km, m, cm, Gm, nm
c) Gm, nm, cm, m, Km
d) nm, cm, m, Km, Gm
Grandezze fisiche - Quesiti
La massa di 100 cm3 di acqua equivale a:
a) 1 kg
b) 0,1 kg
c) 10 kg
d) 0,01 kg
e) 100 kg
Grandezze fisiche - Quesiti
La differenza tra due vettori di uguale intensità è un vettore di
intensità nulla. Vero o falso?
a) Vero, se i vettori hanno la stessa direzione e lo stesso verso
b) Vero, se i vettori sono fra loro perpendicolari
c) Falso: i vettori non possono sottrarsi
d) Sempre vero
e) Sempre falso
Grandezze fisiche - Quesiti
Quattro forze complanari, 3 di intensità F e una di intensità 2F,
sono applicate nello stesso punto P. l’intensità della forza
risultante è:
F
2F
a) F
b) 0
c) 5F
d) 3F
F
F
Grandezze fisiche - Quesiti
63. Quanti millimetri cubi sono contenuti in un millilitro?
1) 1
2) 10
3) 100
4) 1000
5) 10.000
1997 - Test di medicina
Cinematica
Scopo della cinematica è descrivere il moto di un punto
materiale, ovvero la sua posizione in funzione del tempo.
In altre parole lo scopo è determinare la legge oraria:

s

s (t )
Grandezze cinematiche:
-Posizione
-Spostamento
s
(m)
-Velocità (media e istantanea)
v = s/ t (m/s)
-Accelerazione (media e istantanea)
a= v/ t (m/s2)
Cinematica

v

a
Moto rettilineo uniforme:
Moto uniformemente
accelerato:

v

a
Moto circolare uniforme:
2
T
0

a//

a

a
Moto periodico:
2
2
k
m

s

st
kost.
0

v0

st

at
kost.
v
r

s0
r

st

v0t

vt
12
at
2
kost.
t
2

s0
0
t
v2
r
r cos
t
r cos t
Cinematica
Moto uniforme
Moto uniformemente accelerato
Cinematica
Moto circolare uniforme
Frequenza angolare
…
Cinematica
Moto armonico semplice
periodo
frequenza
Cinematica - Quesiti
Il diagramma in figura rappresenta:
v
t
a) Moto rettilineo uniforme
b) Moto uniformemente accelerato
c) Moto circolare uniforme
d) Moto inizialmente unif. accelerato che diventa rett. uniforme
e) Moto inizialmente rett. uniforme che diventa unif. accelerato
Cinematica - Quesiti
Un sasso impiega 2 s per raggiungere il fondo di un pozzo;
quanti secondi impiega, trascurando l’attrito con l’aria, per
raggiungere il fondo di un pozzo di profondità 4 volte
superiore?
a) 8 s
b) 4 s
c) 2 s
d) 16 s
Cinematica - Quesiti
Si lancia un sasso verso l’alto con velocità 10 m/s. Il dislivello
che supererà è pari a metri:
a)
b)
c)
d)
e)
50/9,8
Cinematica - Quesiti
Da uno stesso punto P partono 2 automobili, l’una 30 min dopo
l’altra. La prima auto viaggia alla velocità di 60 Km/h, la
seconda alla velocità di 90 Km/h. La seconda auto
raggiungerà la prima dopo
a) 1 h dalla partenza della seconda
b) 1 h dalla partenza della prima
c) 1 h e 1/2 dalla partenza della seconda
d) 2 h dalla partenza della prima
e) 2 h dalla partenza della seconda
Cinematica - Quesiti
La Terra ruota attorno al suo asse:
a) Con velocità angolare di circa 40000/24 Km/h
b) 24 volte in un giorno
c) Con velocità angolare /12 rad/ore
d) Con frequenza 1/3600 cicli/s
Cinematica - Quesiti
64. Un oggetto di massa m = 0,5 kg, legato ad una fune, viene
fatto ruotare su una traiettoria circolare ad una frequenza di 2 Hz.
Qual e' la sua velocita' angolare in radianti al secondo?
1) 1,5 π
2) 6 π
3) 4 π
4) 3 π
5) 2 π
1997 - Test di medicina
Cinematica - Quesiti
Un corpo celeste ha periodo di rotazione T pari a
36 ore. Allora detta ω la sua velocità angolare e
detta ωT quella terrestre:
A) ω < ωT
B) ω > ωT
C) ω = 2/36 radiante/s
D) ω = 36 ore/radiante
E) ω = 1/T
2003 - Test di medicina
Cinematica - Quesiti
In un veicolo che si avvia su strada diritta, tutto il
contenuto è sottoposto ad una forza:
A) diretta in verso concorde alla velocità
B) diretta in verso opposto alla velocità
C) detta di Coriolis
D) proporzionale alla velocità
E) proporzionale alla accelerazione di gravità
2003 - Test di medicina
Cinematica - Quesiti
Quale tra le seguenti velocità è la maggiore?
A) 31 m/s
B) 94 Km/h
C) 3 Km/min
D) 105 mm/s
E) 90 m/s
Un corpo puntiforme di massa M è dotato di un moto con
componente tangenziale dell’accelerazione uguale a zero, e con
componente radiale (o centripeta) dell’accelerazione costante e
diversa da zero. Il modulo della velocità è V.
Quale delle seguenti affermazioni è ERRATA?
A) Il modulo del vettore velocità rimane costante nel tempo
B) Il corpo puntiforme esegue un moto con traiettoria elicoidale
C) Il corpo puntiforme esegue un moto circolare uniforme
D) La componente centripeta dell’accelerazione è proporzionale al
quadrato del modulo della velocità V
E) La componente centripeta dell’accelerazione è proporzionale
al quadrato del modulo della velocità V e inversamente
proporzionale al raggio della traiettoria circolare
Un aereo viaggia a 800 Km/ora, in assenza di vento, in
deirezione Est per 400 Km, poi torna indietro. Il tempo
impiegato per tutto il percorso è un’ora. Quando, lungo il
tragitto, soffia un vento diretto verso Ovest (o verso Est)
pari a 50 Km/ora costante per tutto il percorso, il tempo
di percorrenza (andata e ritorno) sarà:
A) Meno di un’ora
B) Più di un’ora
C) Un’ora
D) Più di un’ora se il vento spira da Ovest
E) Più di un’ora se il vento spira da Est
2005 - Test di medicina
Cinematica - Quesiti
Un corpo si muove di moto circolare uniforme, con v = 5 m/s
e r = 50 cm. Quanto vale il modulo dell’accelerazione
centripeta ?
A) I dati non sono sufficienti
B) a = 50 m/s
C) a = 0.5 m/s2
D) a = 50 m/s2
E) In un moto circolare uniforme, il modulo dell’accelerazione
centripeta è sempre nullo
Dinamica
Scopo della dinamica è descrivere il moto di corpi soggetti a
forze.
Conoscendo l’entità delle forze agenti su un corpo e postulando i
tre principi della dinamica è in genere possibile risalire al moto.
Grandezze tipiche utilizzate:
-Grandezze cinematiche
-Massa
m
(Kg)
-Quantità di moto
p=m v
(Kg m/s)
-Forza
F
(N=Kg m/s2)
-Lavoro/Energia
L/E
(J=N m)
Dinamica
Alcune delle forze più comuni:

Fgr
Forza gravitazionale:
G
m1m2
r2
con g=9,8 m/s2
Forza grav. sulla sup. terrestre (peso): Fgr=mg
Forza elastica:
Forza d’attrito:

Fel

Fs

k x

sF

Fad

dF
s
d
Dinamica
Principi della dinamica
1) Se la risultante delle forze che agiscono su un corpo è
nulla, la sua velocità non cambia (definizione di sistema
inerziale)
2) Un corpo sul quale agisce una forza accelera secondo la
legge:

F

m a
3) Se un corpo A esercita una forza F sul corpo B, B esercita
su A una forza –F uguale in modulo e direzione e opposta
in verso.
Dal terzo principio si desume anche la conservazione della
quantità di moto per un sistema isolato.
Dinamica
Lavoro ed energia
Data una forza F applicata ad un corpo, il lavoro
compiuto da tale forza è definito dalla seguente formula:
L
 
F s
F s cos
L’energia di un corpo (o di un sistema) è la proprietà che ne
indica la capacità di compiere lavoro.
La potenza sviluppata da una forza è definita come il lavoro
compiuto per unità di tempo:
W=L/ t
(J/s=W)
Dinamica
L’energia di un corpo può assumere diverse forme:
-Energia cinetica: energia posseduta da un corpo in quanto in
1 2
movimento.
E
mv
k
2
-Energia potenziale gravitazionale: in presenza di un campo
gravitazionale, energia posseduta da un corpo che si trova a
quota h.
E g mgh
-Energia potenziale elastica: energia posseduta da un corpo
elastico deformato.
1 2
Eel
2
kx
L’energia di un corpo può mutare forma ed essere scambiata con
altri corpi. L’energia totale di un sistema isolato è costante.
Dinamica
Definizione di campo conservativo:
Un campo di forze si dice conservativo quando il lavoro
compiuto da tale forza per spostare un corpo dal punto A al punto
B non dipende dal percorso del corpo, ma unicamente dalle
posizioni iniziale e finale.
In tali casi è utile definire un’energia potenziale, che dipende
quindi dalla posizione del corpo, e si ha che:
L( A
B) U A U B
Conservazione dell’energia meccanica: in un campo di forze
conservative l’energia meccanica (somma di energia cinetica e
potenziale) si conserva, cioè è costante nel tempo.
Dinamica
Teorema dell’energia cinetica: il lavoro compiuto dalle forze
agenti su un corpo durante lo spostamento dal punto A al punto
B è uguale alla variazione di energia cinetica del corpo.
LA
B
Questo teorema vale sempre.
EkB
EkA
Dinamica - Quesiti
Due automobili A (massa 1000kg) e B (massa 2250kg) hanno la
stessa energia cinetica quando le rispettive velocità sono ad
esempio:
a)
b)
c)
d)
A = 20 km/h e B = 40 km/h
A = 60 km/h e B = 40 km/h
A = 50 km/h e B = 100 km/h
A = 100 km/h e B = 225 km/h
Cinematica - Quesiti
Una pallina è soggetta a moto circolare uniforme, su un piano
orizzontale, senza attriti, trattenuta da un filo (Fig. O). Quando
passa per P viene liberata. Si può dire che:
A) colpirà A
B)
colpirà B
C)
colpirà nè A nè B
D) inizia moto accelerato
E)
inizia moto ritardato
Dinamica - Quesiti
3 sfere di uguale diametro vengono lasciate cadere dalla medesima
quota nello stesso istante. La sfera A è di acciaio, la sfera B è
di Rame, la sfera C è di legno. Quale è l’ordine di arrivo sulla
Terra, trascurando la resistenza con l’aria?
a) Arrivano insieme
b) Arrivano nell’ordine A, C, B
c) Arrivano nell’ordine B, A, C
d) Arrivano prima e contemporaneamente A e C, poi arriva B
e) Manca qualche elemento necessario per risolvere il problema
Dinamica - Quesiti
Una cassa di 10 Kg trascinata su un piano orizzontale privo di
attriti con una forza costante parallela al piano di 50 N è
sottoposta ad un’accelerazione di:
a) 50 N/Kg
b) 5 m/s2
c) 5 cm/s2
d) 500 J
Dinamica - Quesiti
50. Sia indicata con M la massa, con L la lunghezza e con T
il tempo. Quali sono le dimensioni della forza nel Sistema
Internazionale (S.I.)?
A) [MLT -2 ]
B) [ML 2 T 2 ]
C) [MLT 2 ]
D)[MLT]
E) [ML 2 T]
2000 - Test di medicina
Dinamica - Quesiti
71. Se un corpo si muove con un'accelerazione costante:
1) il suo moto si dice uniforme
2) la sua velocita' si mantiene costante
3) mantiene costante la quantita' di moto
4) mantiene costante l'energia cinetica
5) su di esso agisce una forza costante
1997 - Test di medicina
Dinamica - Quesiti
Dinamica - Quesiti
In un certo istante del moto un punto materiale ha velocità v e
energia cinetica E. Se in un altro istante l’energia cinetica
vale 2E, quanto vale la velocità del punto materiale?
a) 2v
b) .
2
v
2
c) . 2v
d) 0,5v
Dinamica - Quesiti
Un carrello con velocità iniziale v = 4 m/s percorre 20 m in
4 s sotto l’effetto di una forza di intensità 240 N esercitata
con un angolo di 30° rispetto alla perpendicolare.
Qual è la massa del corpo?
A) m = 60 kg
B) m = 24 kg
C) m = 240 kg
D) m = 600 kg
E) m = 48 kg
Dinamica - Quesiti
Un bambino regge con una mano due guinzagli che fan
capo a due cani. I cani tirano ciascuno con forza 100 N in
direzioni tra loro perpendicolari. Sotto queste condizioni,
la forza che la mano deve esplicare è pari a:
A) 980 Grammi
B) 200 Newton
C) √2 · 100 Newton
D) 200 Kilogrammi
E) Zero Dyne
2003 - Test di medicina
Dinamica - Quesiti
Un astronomo osserva che un meteorite (di massa m1 e
velocità v1) si dirige contro un secondo avente massa m2
= 2·m1 e velocità v2 =v1/2 che gli va incontro sulla stessa
retta. Potremo asserire che:
A) hanno quantità di moto uguali ed opposte
B) hanno la stessa quantità di moto
C) non si possono incontrare
D) il baricentro del sistema è all’infinito
E) l’urto sarà elastico
2003 - Test di medicina
Dinamica - Quesiti
Con riferimento al lavoro L = F x s di una forza F il
cui punto di applicazione si sposta di s possiamo dire:
A) L è nullo se F ed s sono paralleli
B) L è massimo se F ed s sono paralleli e discordi
C) L non può essere mai nullo
D) L non può essere mai negativo
E) L è nullo se F ed s sono ortogonali
2003 - Test di medicina
Dinamica - Quesiti
Calcolare la potenza sviluppata da una forza costante di 200 N
che si oppone al moto di un corpo per 5 s su una distanza di
1,5 m:
a) 100 W
b) 300 W
c) 150 W
d) 90 W
e) 60 W
Dinamica - Quesiti
In seguito ad un’esplosione un corpo isolato si divide in due
frammenti uguali, ciascuno dei quali acquista una velocità
propria v1 e v2. Le due velocità:
a) Sono uguali in modulo ma hanno direzione diversa
b) Sono uguali in modulo, direzione e verso.
c) Sono uguali in modulo e direzione ma hanno verso opposto
d) Formano un angolo di 90° e hanno modulo uguale
e) Formano un angolo di 90° e hanno modulo diverso
Dinamica - Quesiti
Un corpo in quiete ha massa di 5 Kg. Se viene lanciato
manualmente quanto vale la forza esercitata dal muscolo
affinchè raggiunga la velocità di 2 m/s dopo 0,5 s?
a) 40N
b) 20 Kg
c) 4N
d) 40 Kg
e) 20N
Dinamica - Quesiti
L'accelerazione di gravita' sulla Luna e' circa 1/6 di quella
sulla Terra. La massa di un uomo che si trova sulla Luna e':
1) 1/6 di quella che ha sulla Terra
2) 6 volte quella che ha sulla Terra
3) uguale a quella che ha sulla Terra
4) 1/36 di quella che ha sulla Terra
5) 36 volte quella che ha sulla Terra
Un sasso lasciato cadere da 20 cm di altezza
produce sulla sabbia una buca di profondità 3
mm. Se lo stesso sasso è lasciato cadere da
un’altezza doppia produrrà una buca profonda
(circa):
A) 6 mm
B) 12 mm
C) 1 cm
D) 2 mm
E) Dipende dalla massa del sasso
2005 - Test di medicina
46. Un corpo di massa M percorre una circonferenza con
velocità V costante in modulo. La forza F agente sul corpo è:
A) nulla
B) diversa da zero e diretta radialmente verso l’esterno della
circonferenza (centrifuga)
C) diversa da zero e diretta radialmente verso il centro della
circonferenza (centripeta)
D) diversa da zero, e tangente alla traiettoria
E) diversa da zero e inversamente proporzionale alla accelerazione
centripeta
Statica
Nella descrizione del moto di un corpo rigido esteso (non
puntiforme) devo considerare non solo la risultante delle
forze, ma anche dove esse vengono aplicate.
È utile introdurre una nuova grandezza fisica: il momento di una
forza (rispetto ad un punto O)
o
b
F
p

M

OP F
M
OP F sen
b F
Statica
La statica studia il problema della dinamica di un corpo rigido
esteso nel caso più semplice, cioè nel caso in cui il corpo è
fermo (ovvero in equilibrio)
Condizioni perché un corpo sia in equilibrio:
1) La risultante delle forze che agiscono sul corpo è nulla

FTot
0
2) Il risultante dei momenti delle forze calcolati rispetto ad un
punto O (qualsiasi ma sempre lo stesso) deve essere nullo

M Tot
0
Statica - Quesiti
Si supponga che l’avanbraccio formi un angolo di 90° con il
braccio e che la mano sostenga un peso di 70 N. Se
l’avanbraccio misura 35 cm, il momento rispetto al gomito
prodotto dal peso e la forza muscolare del bicipite, supponendo
che questo agisca a 5 cm dal gomito, valgono rispettivamente:
a) 23,5 Nm; 400 N
b) 24,0 Nm; 445 N
c) 23,0 Nm; 350 N
d) 25,0 Nm; 535 N
e) 24,5 Nm; 490 N
Fluidostatica
Tipici sistemi descritti dalla fluidostatica: recipienti, vasi
comunicanti, corpi immersi in recipienti, ecc.
Grandezze tipiche utilizzate:
-Volume
-Densità
-Pressione
=m/V
p=F/A
(Kg/m3 o g/cm3)
(N/m2=Pa)
Fluidostatica
Principali leggi della fluidostatica:
Principio di isotropia delle pressioni: in qualunque punto di un
fluido, la pressione misurata è indipendente dalla direzione.
Principio di Pascal: se il fluido è in quiete e non è soggetto alla
forza di gravità, la pressione è uguale in ogni punto.
Legge di Stevino: in un fluido soggetto alla forza di gravità, la
pressione dipende linearmente dalla profondità:
p=
gh
Principio di Archimede: in un campo gravitazionale g, un corpo
immerso in un fluido è soggetto ad una forza verso l’alto pari al
peso del fluido spostato.
Farch = Vspost
fluido g
Fluidodinamica
Scopo della fluidodinamica è descrivere il moto di sistemi
fluidi soggetti a forze esterne (ad esempio la gravità) e
interne (attrito).
Tipici sistemi descritti dalla fluidodinamica: fluidi (ideali o
viscosi) che scorrono in condotti.
S
v
Grandezze tipiche utilizzate:
Portata:
Coefficiente di viscosità:
Q = V/t = S v
(m3/s)
(Pa s ovvero 10 Poise)
Fluidodinamica
Ci si limita a trattare il caso più semplice, ovvero un fluido
incomprimibile in moto stazionario in un condotto.
In queste condizioni valgono le seguenti due leggi:
1) La portata è costante, quindi in ogni punto del tubo il
prodotto Sv è lo stesso.
S2
S1
v1
v2
S1v1=S2v2
2) Teorema di Bernoulli: il termine p+ gh+1/2 v2 è
costante, ovvero è lo stesso in ogni punto del condotto.
Fluidostatica&Fluidodinamica - Quesiti
L’ unità di misura della portata nel sistema internazionale S.I. è:
a) m3/h
b) m2/s2
c) m2/s
d) m2/h
e) m3/s
Fluidostatica&Fluidodinamica - Quesiti
La pressione p dovuta ad una forza di 10 N applicata ad una
superficie di 10 m2 è:
a) P=1
b) P=1 Pascal
c) P=100 N/m2
d) P=100 Pascal
e) P=0
Fluidostatica&Fluidodinamica - Quesiti
63. Due oggetti a forma di cubo hanno rispettivamente lato di 5
e di 10 cm. I due cubi hanno esattamente lo stesso peso. Se
indichiamo con p il peso specifico del cubo piu' piccolo e con P
il peso specifico del cubo piu' grande, in che rapporto stanno i
pesi specifici p e P ?
1) (p/P) = 16
2) (p/P) = 8
3) (p/P) = 4
4) (p/P) = 2
5) Non si puo' calcolare il rapporto p/P non essendo noto il peso
(uguale) dei due cubi
1997 - Test di medicina
Fluidostatica&Fluidodinamica - Quesiti
Affinchè una colonna di sangue eserciti sul fondo una pressione
di 100 Torr, considerando che la densità del sangue è circa 13
volte più piccola di quella del mercurio, deve essere alta:
a) 1 cm
b) 13 cm
c) 130 cm
d) 1300 cm
e) 1000 cm
51. Si consideri la pressione in ogni punto di un liquido (in condizioni statiche,
supponendo nulla la pressione sulla superficie libera). Quale delle seguenti
affermazioni (in qualche modo legate alla legge di Stevino, o delle pressioni
idrostatiche) è ERRATA?
A) La pressione ad una certa profondità h è direttamente proporzionale ad h
B) Variando la densità (assoluta o relativa) del liquido, la pressione (a pari
profondità) cambia
C) Se l’accelerazione di gravità g fosse diversa da quella media sulla Terra (per
esempio la metà di quella che noi subiamo tutti i giorni) ebbene la pressione
sarebbe diversa (secondo l’esempio: la metà)
D) La pressione ad una certa profondità h non dipende da h, ma dalla distanza tra il
punto preso in considerazione e il fondo del recipiente (mare o lago o altro)
E) Misurare la pressione in mmHg o cmH2O vuol dire dare solo l’altezza della
colonna del liquido (Hg o H2O) alla cui base viene esercitata una certa pressione
(per avere la vera pressione bisognerebbe moltiplicare questa altezza per la densità
del liquido e per l’accelerazione di gravità)
2000 - Test di medicina
Fluidostatica&Fluidodinamica - Quesiti
Sia
la densità del fluido in cui è immerso un corpo di densità
c. Se f< c:
f
a) Prevale la spinta di Archimede
b) Prevale la forza peso
c) Il corpo è in equilibrio nel fluido
d) Il corpo galleggia
e) La spinta di Archimede uguaglia la forza peso
Fluidostatica&Fluidodinamica - Quesiti
Un corpo immerso in un liquido di densità
densità . La sua accelerazione vale:
a) a=0
b) a=( /
0)
xg
c) a=(
0
- )/ x g
d) a=(
0
+ )/ x g
e) a=(
0
/ )xg
0
ha volume V e
Sono dati due recipienti di forma e volume diversi (Fig. P) e
riempiti con uno stesso tipo di liquido. Sulla superficie libera
dei due recipienti si esercita la stessa pressione atmosferica.
Se nei due recipienti si raggiunge la stessa altezza di liquido
rispetto alle rispettive superficie di fondo (piane e
orizzontali), in quale di essi la pressione sul fondo sarà
maggiore?
A) In quello che contiene un maggior volume di liquido
B) In quello che ha una maggiore superficie libera
C) In entrambi i recipienti la pressione sul fondo sarà uguale
D) In quello che ha una maggiore superficie di fondo
E) In quello che ha una minore superficie di fondo
In un condotto orizzontale a pareti rigide, a sezione circolare
costante, scorre con moto stazionario un liquido perfetto (o
ideale), assoggettato alle sole forze di gravità e di pressione.
Dette P1 la pressione in una sezione a monte, e P2 in una sezione
a valle (il liquido cioè scorre dalla sezione 1 verso la sezione 2),
quale delle seguenti relazione è CORRETTA?
A) P1 > P2
P2
P1
B) P1 < P2
C) P1 = P2
1
2
D) Non si può dire nulla senza conoscere l’area (costante) della
sezione
E) Non si può dire nulla senza conoscere la velocità (costante) del
liquido
Fluidostatica&Fluidodinamica - Quesiti
La spinta di Archimede NON dipende:
1) dalla densita' del mezzo
2) dal peso specifico del mezzo
3) dalla profondita' alla quale il corpo e' immerso
4) dal volume del corpo
5) dal valore dell'accelerazione di gravita'
Fluidostatica&Fluidodinamica - Quesiti
70. Il candidato immagini di dividere una pressione (al
numeratore) per una forza (al denominatore). Cosa ottiene
come risultato ?
A) Una superficie
B) Il reciproco di una superficie
C) Una lunghezza
D) Una potenza
E) Un’energia
2002 - Test di medicina
Termodinamica
Tipici sistemi descritti dalla termodinamica: gas, liquidi, corpi
solidi. Non ci si concentra sul moto di tali sistemi, quanto
piuttosto sul loro stato termodinamico all’equilibrio o sulla sua
evoluzione.
Un sistema si dice:
-Aperto: se scambia materia o calore con l’esterno
-Chiuso: se non può scambiare materia, ma può scambiare calore
-Isolato: se non può scambiare ne materia ne calore
Oggetto principale della termodinamica sono le trasformazioni, ad
esempio:
Scambi di calore, compressioni, riscaldamenti, passaggi di
stato,ecc.
Termodinamica
Grandezze tipiche utilizzate:
Numero di moli
n
(mol)
Massa
m
(Kg)
Volume
V
(m3)
Pressione
p
(Pa)
Temperatura
T
(°C, K)
Energia interna,Calore,Lavoro
U,Q,L
(J)
Calore specifico molare
c
(J/Kmol)
Calore specifico
c
(J/KKg)
Calore latente (di fusione, di evap., ecc.)
Entropia
S
f,e
(J/Kg)
(J/K)
Termodinamica
Scambio di calore
Lo scambio di calore tra diversi corpi o sistemi può avvenire in
differenti modi:
Conduzione: tipica dello scambio di calore tra sistemi solidi o
comunque fermi. Lo scambio avviene nella zona di contatto tra i
due sistemi. Non c’è spostamento di materia
Convezione: tipico nei gas o nei fluidi. Materia a differente
temperatura si muove trasportando calore
Irraggiamento: il calore viene trasmesso attraverso l’emissione e
l’assorbimento di radiazione elettromagnetica.
Termodinamica
Principi della termodinamica:
Principio zero: se il corpo A è in equilibrio termico con B e B è in
equilibrio termico con C, A è in equilibrio termico con C.
Primo principio:
Q=L+ U (conservazione dell’energia)
Secondo principio:
Kelvin: non è possibile trasformare in lavoro tutto il calore
assorbito da una sorgente.
Clausius: non è possibile una trasformazione il cui unico effetto sia
il passaggio di calore da una sorgente fredda ad una più calda.
In ogni trasformazione riguardante un sistema isolato s>=0.
Le tre formulazioni sono equivalenti.
Termodinamica
Calorimetria
In questa parte della termodinamica si studiano trasformazioni
dove allo scambio di calore Q tra corpi consegue solo una
variazione di temperatura T o un passaggio di stato. Vengono
trascurate le variazioni di pressione o volume.
Si tratta, ad esempio, di corpi metallici a contatto, corpi
immersi in liquidi, liquidi riscaldati sul fornello, ecc.
La legge che descrive questi fenomeni è:
Q=mc T
c è il calore specifico, caratteristica propria di ogni materiale. Q
è positivo quando assorbito.
T=Tfinale-Tiniziale
Termodinamica
La quantità mc viene chiamata capacità termica e, a differenza
del calore specifico, è una caratteristica del corpo trattato.
Capacità termica
C
(J/K)
Durante un passaggio di stato (evaporazione, sublimazione,
fusione, ecc.) il calore scambiato è espresso dalla seguente
relazione:
Q= m
Durante i passaggi di stato il calore scambiato non è seguito da
una variazione di temperatura.
Termodinamica
Gas perfetti
Un gas perfetto è un sistema ideale dove:
-si trascura lo spazio occupato dalle molecole del gas
-Si trascura completamente ogni interazione tra le molecole e tra
esse e le pareti del recipiente. Gli urti sono perfettamente elastici.
L’energia interna del sistema quindi è funzione solo della
temperatura del gas:
U=ncv T
In un gas perfetto all’equilibrio le variabili termodinamiche p,V,T
sono legate dalla seguente legge (dei gas perfetti):
pV=nRT
Il modello gas perfetto descrive bene i gas nobili, o comunque i
gas caldi e rarefatti.
Termodinamica
Principali trasformazioni termodinamiche:
Per i gas perfetti:
Isocore: V costante. P = k T; L=0
Isobare: P costante. V = k T. L=P V
Isoterme: T costante. PV= k. U=0
Le trasformazioni inoltre si distinguono in:
Reversibili ( Sdell’universo=0): trasformazioni ideali durante le
quali il sistema è sempre in stati di equilibrio. Sono percorribili
in entrambi i sensi.
Irreversibili( Sdell’universo>0): non reversibili; gli stati
intermedi non sono stati di equilibrio. Le trasformazioni
osservabili in natura sono sempre irreversibili.
Entropia: è una variabile di stato ed è definita come:
S
Q
T
rev
S in un sistema isolato è sempre ≥ 0.
Termodinamica
Macchine termiche
Si definisce macchina termica un dispositivo che opera
trasformazioni cicliche scambiando calore tra diverse sorgenti e
producendo lavoro.
Si distingue tra macchine reversibili e irreversibili, a seconda
della reversibilità o meno delle trasformazioni che compongono il
ciclo.
Si definisce rendimento ( ) di una macchina il rapporto tra il
lavoro compiuto e il calore assorbito:
=L/Qass=1-(Qced/Qass)
Una macchina reversibile che lavora tra due sorgenti è
chiamata macchina di Carnot. Il suo rendimento è: =1-Tf/Tc
ed è il rendimento massimo di una macchina che lavora tra tali
due sorgenti.
Termodinamica - Quesiti
L’unità di misura del calore specifico nel S.I. è:
a) J/(Kg°C)
b) Cal/°K
c) Cal/Kg
d) J/°K
e) J/(Kg°K)
Termodinamica - Quesiti
In un thermos sono contenuti 200 gr di acqua alla temperatura di
60°C. Se all’interno del thermos vengono versati altri 100 gr
di acqua alla temperatura di 30°C, la temperatura finale sarà:
a) 90°C
b) 45°C
c) 30°C
d) 55°C
e) 50°C
Termodinamica - Quesiti
Il rendimento di una macchina reale:
a) È sempre maggiore di 1
b) È sempre minore di 1
c) È uguale a 1 per le macchine elettriche
d) È uguale a 1 per le macchine termiche
e) È minore di zero per le macchine frigorifere
Termodinamica - Quesiti
Un gas perfetto alla temperatura di 20 ºC e alla pressione di 15
· 104 Pa occupa un volume di 10 m3 . Si determini il volume che
occupa alla temperatura di 0°C e alla pressione di 9 · 104 Pa.
A) 15.5 m3
B) 15.5 l
C) 15.5 dm2
D) 17.8 m2
E) 17.8 l
Termodinamica - Quesiti
Il secondo principio della termodinamica esclude la
possibilità di:
a) Produrre lavoro mediante calore
b) Trasformare calore in lavoro
c) Trasformare integralmente il calore in lavoro in una
trasformazione isoterma
d) Trasformare integralmente il calore in lavoro in un processo
ciclico
Termodinamica - Quesiti
Sappiamo che una mole di gas perfetto, in condizioni
standard, occupa un volume di 22,4 litri. Se lo lasciamo
espandere isotermicamente fino a 44,8 litri, allora:
A) la sua temperatura assoluta sarà il doppio di prima
B) la sua pressione sarà 101325 Pa
C) la sua pressione sarà il doppio di prima
D) la sua pressione sarà pari a quella di prima
E) la sua pressione sarà 0,5 Atm
2003 - Test di medicina
Termodinamica - Quesiti
In base al secondo principio della termodin. Si può affermare che:
a) l’entropia dell’universo è una funzione crescente del tempo
b) L’energia dell’universo è costante
c) È impossibile trasferire calore da un corpo a temp.più bassa
ad uno a temp. più elevata
d) Il calore scambiato è uguale al lavoro prodotto più la
variazione di energia interna
e) È possibile trasformare integralmente in lavoro il calore
prelevato da una sola sorgente.
Termodinamica - Quesiti
L’unità di misura del rendimento di una macchina termica è:
a) Il rendimento è adimensionale
b) La caloria
c) Il watt
d) Il grado centigrado
e) Il grado Kelvin
Termodinamica - Quesiti
La temperatura di ebollizione di una sostanza:
a) È costante
b) Varia al variare della pressione
c) Se è misurata in gradi Celsius non può assumere valore
negativo
d) È superiore a 100°C
e) È superiore a 273°K
Termodinamica - Quesiti
La termoregolazione del corpo umano avviene attraverso:
a) Sudorazione ed evaporazione polmonare
b) Adduzione
c) Conduzione
d) Irraggiamento
e) Convezione
Termodinamica - Quesiti
Un recipiente a tenuta contiene elio. Esso viene riscaldato e
portato da una temperatura di 300 K a 600 K. Mantenendo
quindi il recipiente a 600 K, si apre una valvola e si lascia
uscire un po’ di gas. Perché la pressione sia ridotta al valore
che aveva quando la temperatura era 300 K, è necessario che:
A) sfuggano i 7/8 delle molecole
B) sfuggano i 3/4 delle molecole
C) sfugga la metà delle molecole
D) sfugga 1/4 delle molecole
E) sfuggano tutte le molecole
Termodinamica - Quesiti
Due corpi di ugual massa, di ugual temperatura, ma
caratterizzati da calori specifici molto diversi, vengono
messi in contatto. Cosa avviene?
A) Il calore passa dal corpo di calore specifico maggiore a
quello caratterizzato da calore specifico minore.
B) Il calore passa dal corpo di calore specifico minore a
quello caratterizzato da calore specifico maggiore.
C) I due corpi non si scambiano calore
D) La temperatura del corpo avente calore specifico maggiore
diminuisce mentre aumenta quella dell’altro corpo
E) La temperatura del corpo avente calore specifico maggiore
aumenta mentre diminuisce quella dell’altro corpo
Termodinamica - Quesiti
Il rendimento di una macchina non puo' mai essere maggiore
di 1 perche' cio' violerebbe:
A) il teorema di conservazione dell'energia meccanica
B) il principio di conservazione dell'energia
C) il secondo principio della dinamica
D) il principio della massima entropia
E) il principio di conservazione della quantita' di moto
Termodinamica - Quesiti
Un gas perfetto è racchiuso in un cilindro e mantenuto a
temperatura costante T. Se il suo volume viene fatto espandere
lentamente fino a raggiungere il doppio del valore iniziale:
A) la pressione esercitata dal gas resta costante
B) la pressione esercitata dal gas si dimezza
C) anche la pressione esercitata dal gas raddoppia
D) la temperatura interna aumenta
E) la temperatura interna diminuisce
2005 - Test di medicina
Termodinamica - Quesiti
Una data quantita' di gas perfetto, contenuto in un recipiente
a pareti rigide, viene riscaldata dalla temperatura di 27 gradi
centigradi a quella di 127 gradi centigradi. La sua pressione
e' aumentata di un fattore:
A) 2
B) 4/3
C) 3/2
D) 10
E) 100
Termodinamica - Quesiti
Quand’è che volumi uguali di gas perfetti diversi possono
contenere lo stesso numero di molecole?
A) Quando hanno uguale pressione e temperatura diversa
B) Quando hanno uguale temperatura e pressione diversa
C) Quando hanno uguale pressione e uguale temperatura
D) Sempre alla temperatura di zero gradi celsius
E) Sempre alla pressione di 1 bar

Download Report