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FISICA - SOLUZIONI E COMMENTI «
14 Risposta: E. Esistono molte formulazioni equivalenti
di questo principio. Quelle che storicamente
si sono rivelate più importanti sono:
È impossibile realizzare una trasformazione il cui
unico risultato sia quello di trasferire calore da un
corpo più freddo a uno più caldo senza l’apporto di
lavoro esterno (formulazione di Clausius).
È impossibile realizzare una trasformazione ciclica il
cui unico risultato sia la trasformazione in lavoro di
tutto il calore assorbito da una sorgente omogenea
(formulazione di Kelvin-Planck).
È impossibile realizzare una macchina termica il cui
rendimento sia pari al 100%.
15 Risposta: D. In fisica, la forza di Lorentz è la
forza che si sviluppa tra un oggetto elettricamentecaricoedilcampoelettromagnetico.
Si tratta
della forza subita da una carica che si muove in un
campo magnetico e/o un campo elettrico. Il contributo
del campo elettrico è direttamente proporzionale
al valore della carica dell’oggetto ed ha la stessa
direzione del campo, mentre il contributo del campo
magnetico è proporzionale al valore della velocità
dell’oggetto ed è perpendicolare alla direzione del
moto. Pertanto, il campo magnetico non compie lavoro,
ha effetto solamente sulla direzione del moto ed
il suo contributo non si manifesta se l’oggetto è
fermo.
16 Risposta: D. G è una costante pari a 6,67 l 10 -11
(N l m 2 )/kg 2 nel SI
17 Risposta: A. L’accelerazione rappresenta la variazione
di velocità nell’unità di tempo. L’accelerazione
è nulla in M poiché la velocità non
aumenta né diminuisce ma rimane costante.
18 Risposta: E. Ilrendimentoèun parametro adimensionale
spesso espresso in termini percentuali.
19 Risposta: C. Sostituendo x = –2 si ha y = 3
mentre sostituendo x =3sihay =–2.
20 Risposta: E. Il coulomb (simbolo C), è l’unità
di misura derivata SI della carica elettrica, ed è
definita in termini di ampere: 1 coulomb è la quantità
di carica elettrica trasportata da una corrente di 1
ampere che scorre per 1 secondo.
21 Risposta: E. La densità propriamente detta talvolta
viene chiamata densità assoluta, in contrapposizione
alla densità relativa. La densità assoluta
(chiamata più correttamente massa volumica o
massa specifica) di un corpo, è definita come il
rapporto tra la massa di un corpo ed il suo volume:
ass ¼ m=V. Per densità relativa si intende, invece, il
rapporto tra la densità delcorpoinesameequelladi
un corpo preso come riferimento, per data temperatura
e pressione.
22 Risposta: A. In fisica, il lavoro è trasferimento
o sottrazione di energia cinetica su un corpo,
compiuto da una forza quando l’oggetto subisce uno
spostamento e la forza ha una componente non nulla
nella direzione dello spostamento:
L ¼ F d ! F ¼ L=d.
23 Risposta: C. Il sistema non è isolato, esistono
quindi reazioni vincolari.
24 Risposta: B. La cassa si muove di moto rettilineo
uniforme, sia in direzione verticale che
orizzontale, caratterizzato dalle seguenti equazioni:
x ¼ x0 þ v0x t
y ¼ y0 þ v0y t
Costruendo un sistema di riferimento con origine nel
punto perpendicolare a X a 120 m di altezza e imponendo
l’atterraggio n(altezza
pari a 0) si ottiene:
x ¼ 5 t
120 ¼ 12 t
Dalla prima equazione si ricava t ¼ 10 s, sostituendo
il valore nella prima equazione si ha x ¼ 50 m. La
cassa toccherà terra dopo 10 secondi, a 50 metri di
distanza dal punto X.
25 Risposta: C. Ladensità(chiamata più correttamente
massa volumica o massa specifica) di un
corpo è definita come il rapporto tra la massa di un
corpo ed il suo volume: ¼ m=V. Al variare della
temperatura di un corpo varia il volume da esso
occupato, in conseguenza varierà anche la sua densità.
26 Risposta: E. L’energia potenziale è la capacità
di compiere lavoro associata alla sua posizione.
L’energia potenziale posseduta da una massa m
che si trova nel campo gravitazionale della Terra, a
una quota h rispetto alla sua superficie, è data dall’espressione:
U = m l g l h, cong =9,81m/s 2 .
27 Risposta: E. Il rendimento si esprime come
h = P0/Pspesa =2/20=10%.
28 Risposta: A. L ¼ F d cos . Ipotizzando che i
vettori forza e spostamento siano paralleli l’angolo
tra essi formato è nullo, quindi: cos ¼ 1. Inoltre
il cavallo muovendosi a 2,5 m/s compie 1500
metri in 10 minuti. Il lavoro compiuto dall’animale
è quindi: L ¼ 20 1500 ¼ 3 10 4 J.
29 Risposta: B. In fisica, la potenza quantifica il
trasferimento, la produzione e l’utilizzo dell’energia.
È definita operativamente come la variazione
di lavoro nell’unità di tempo.
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