UNIVERSITÀ DELLA CALABRIA DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE ATTIVITÀ DI ORIENTAMENTO AL TEST DI AMMISSIONE SVOLGIMENTO QUESITI DI FISICA Dr. ANTONELLO SINDONA www.ingegneriacivile.unical.it/orientamento FISICA – Quesito 1 Se una forza agente su una particella è conservativa, il lavoro che essa compie per uno spostamento della particella dalla posizione A alla posizione B: A. dipende dalla traiettoria percorsa B. dipende dalla velocità della particella C. è nullo D. dipende soltanto da A e da B E. dipende dalla lunghezza della traiettoria percorsa Dr. Antonello Sindona Fisica - Quesito 1 - Soluzione Per definizione di forza conservativa, il lavoro che essa compie, per spostare la particella lungo un qualsiasi percorso che colleghi le posizioni A e B, deve dipendere esclusivamente dalla posizione inziale (A) e da quella finale (B). Pertanto, la risposta D è sempre vera, mentre le risposte A ed E sono sicuramente false. La C vale solo nel caso in cui il percorso sia chiuso (A=B), non è vera in generale. È invece vero che una forza si dice conservativa se e solo se il lavoro che essa compie per uno spostamento di una particella lungo un qualsiasi percorso chiuso è nullo. La risposta B è falsa perché, ad esempio, le forze di attrito radente (forze dissipative) producono un lavoro che dipende dalla velocità della particella. Dr. Antonello Sindona FISICA – Quesito 2 Un positrone percorre su questo foglio un’orbita circolare antioraria. Esso genera un campo magnetico che nel centro della traiettoria è: A. orientato parallelamente alla velocità istantanea B. entrante nel foglio C. nullo D. uscente dal foglio E. orientato radialmente + Dr. Antonello Sindona Fisica - Quesito 2 - Soluzione Il sistema è assimilabile ad una spira circolare. Il verso campo magnetico si ottiene seguendo la carica con il palmo della mano destra: il pollice indicherà tale verso. Il campo magnetico è dunque uscente dal foglio (risposta D). Esso non può essere entrante nel foglio (risposta A); lo sarebbe qualora il positrone ruotasse in senso orario. Esso non può in nessun caso essere orientato radialmente (risposta E). Se così fosse, sarebbe anche possibile, ad esempio, separare i poli di una calamita. Il campo elettrico di una carica posta al centro della spira è invece orientato radialmente. Infine, un campo magnetico tangenziale alle circonferenza (risposta A) è prodotto da un filo di corrente perpendicolare alla circonferenza stessa e passante per il suo centro (filo uscente dal foglio) Dr. Antonello Sindona FISICA – Quesito 3 Un gas perfetto segue la trasformazione illustrata in figura. Quale delle seguenti affermazioni è vera? A. La temperatura del gas aumenta B. L’energia interna del gas non cambia C. L’energia interna del gas diminuisce D. La temperatura del non cambia E. Il lavoro compiuto dal gas è positivo Dr. Antonello Sindona Dr. Antonello Sindona Fisica - Quesito 3 - Soluzione La trasformazione (lineare) connette lo stato iniziale 𝐴 = (𝑃, 2𝑉, 𝑇𝐴 ) allo stato finale 𝐵 = 4𝑃, 𝑉, 𝑇𝐵 . 𝑃×2𝑉 Per l’equazione di stato dei Gas perfetti, 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇, la temperatura iniziale 𝑇𝐴 = è pari 4𝑃×𝑉 . 𝑛𝑅 𝑛𝑅 alla metà di quella finale 𝑇𝐵 = Pertanto, la risposta A è vera; la D è falsa. Il gas si comprime (il suo volume diminuisce); il lavoro (subito dal gas) è pari all’area del trapezio indicata in figura. 5 PV P PA WA B B 0 VB VA 2 2 Tale lavoro è negativo (la risposta E è falsa) La variazione di energia interna è direttamente proporzionale alla variazione di temperature (espansione libera di Joule). Pertanto, le risposte B e C sono false. www.ingegneriacivile.unical.it/orientamento