Liceo Scientifico N. Copernico, Pavia
ANNO SCOLASTICO 2014-2015
CLASSE II LA
DISCIPLINA: FISICA
DOCENTE: Paola Avanzini
PROGRAMMA
I vettori e le forze
Grandezze scalari e vettoriali.
Operazioni con i vettori. Componenti cartesiane di un vettore
Effetti prodotti dalle forze sui corpi. Misurare le forze.
Peso e massa dei corpi, peso specifico. Elasticità dei corpi, legge di Hooke.
Relazioni tra grandezze fisiche
proporzionalità quadratica, inversa.
Verifica grafica e ricerca della legge matematica.
Grandezze derivate
Densità: densità dei materiali assoluta e relativa.
Densità di solidi e liquidi.
Statica dei fluidi
Pressione, principio di Pascal, legge di Stevino.
Spinta idrostatica e principio di Archimede.
Equilibrio nei fluidi.
Vasi comunicanti. Manometri.
Termometria e calorimetria
Calore, differenza tra calore e temperatura.
Scale termometriche
Trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento.
Capacità termica.
Calore specifico.
Legge della termologia.
Calorimetro e suo equivalente in acqua.
Dilatazione dei solidi, dei liquidi e dei gas.
Applicazioni di teoria di propagazione degli errori.
Ottica
Luce e colori. Diffusione della luce.
Riflessione e rifrazione della luce.
Elenco delle esperienze eseguite
1.
2.
3.
4.
5.
Verifica della legge di Hooke.
Misure di precisione con calibro ventesimale.
Misure di precisione con palmer centesimale.
Verifica del principio di Archimede.
Misura del calore specifico del rame.
Testo in adozione:
Walker: La realtà e i modelli della fisica – primo biennio
linx
Pavia 10 giugno 2015
L'insegnante
Paola Avanzini
1
ESTATE 2015
COMPITI DELLE VACANZE
FISICA II LA
PER TUTTI
Fare la correzione del compito in classe del 6/5/2015
Rifare con estrema cura almeno una relazione di esperienze svolte durante l’anno scolastico.
Sul sito Zanichelli Test fare i test interattivi di allenamento e i test (quelli che richiedono la
registrazione) relativi al programma svolto degli autori Romeni (Realtà e fisica), Amaldi (bianco;
verde, immagini della fisica); Cutnell (Elementi di fisica). .
INOLTRE PER CHI HA LA SOSPENSIONE DEL GIUDIZIO O HA RICEVUTO LA LETTERA INDICANTE CHE E’
STATO “AIUTATO”
Rifare la correzione dei compiti in classe del 19 novembre 2014 e del 25 febbraio 2015.
Rifare tutti gli esercizi assegnati o svolti in classe durante l’anno scolastico e quelli allegati in copia.
ALLEGATI: testi compiti in classe ed esercizi di rinforzo.
COMPITO DI FISICA
19 novembre 2014
II LA
1. Determinare, dopo aver effettuato le opportune rappresentazioni grafiche, la
relazione esistente tra le due grandezze x e y di cui si conoscono i valori riportati
nella tabella:
x
y
3
6
12
140,0 70,0 35,0
21
20,0
24
17,5
30
14,0
42
10,0
2. Le misure di altezza e diametro di un cilindro di ottone eseguite con un calibro
ventesimale hanno dato i risultati espressi nella seguente tabella:
altezza
mm
diametro
mm
50,20
50,25
50,30
50,20
50,25
50,30
26,20
26,20
26,25
26,25
26,20
26,20
Determinare:
a. il volume approssimando correttamente il risultato (formula πr2h);
b. le incertezze relative dell’altezza e del diametro;
c. l’incertezza assoluta del volume;
d. l’incertezza relativa del volume.
3. Il diametro di una moneta da 500 £ misurato con un calibro ventesimale è di 25,70
mm. Determina la superficie della moneta (formula πr2) , l’incertezza assoluta e
relativa.
2
4. Una donna la cui massa è di 60 kg ha le scarpe con i tacchi a spillo. L’area di
ciascun tacco è 1,2 cm2 ed è 1/10 della superficie di appoggio. Calcola la pressione
che esercita sul pavimento quando appoggia entrambi i piedi.
5. Un uomo la cui massa è 75 kg è fermo sulla neve. La pianta di ogni scarpa ha
un’area di 3 dm2. a) Quale pressione esercita l’uomo? b) Di quanto varia
percentualmente la pressione esercitata dall’uomo se mette ai piedi un paio di sci
ciascuno dei quali ha un’area di 12 dm2?
     
6. Determinare direzione, verso e intensità di s1  s 2 ; s1  s 2 ; s3  s 4 con s1 = 10 m, s2
= 5 m, s3 = s4 = 20 m.
COMPITO DI FISICA
25 febbraio 2015
II LA
1) Su un orologio è indicato che può sopportare una pressione di 5 atmosfere. A quale
profondità può scendere in mare senza rovinarsi? (densità dell’acqua di mare 1030 kg/m3).
2) La fossa delle Marianne nell’oceano Pacifico è profonda 10900 m. Nel 1960 un batiscafo
americano, costruito con particolari accorgimenti, riuscì a immergersi fino sul fondo. A
quale pressione era sottoposto a quella profondità? Quale forza si esercitava su un portellone
circolare di raggio 40 cm?
3) Il diametro del pistone maggiore di un torchio idraulico è di 60 cm, mentre l’area della
sezione del pistone minore è di 5 cm2. Se si applica una forza di 600 N al pistone minore,
qual è la forza esercitata dal pistone maggiore? Qual è la pressione esercitata sotto ciascun
pistone?
4) In un tubo ad U aperto da entrambi i lati, si versa da una parte mercurio e dall’altra acetone
(densità 0,79 g/cm3). A partire dalla superficie di separazione dei due liquidi, la colonna del
mercurio (densità 13600 kg/m3) segna 12 mm. Quanto è alta la colonna di acetone?
5) Una bottiglia di forma cilindrica contiene acqua fino a un’altezza di 15 cm e, sopra l’acqua,
olio (densità 0,8 g/cm3) per un’altezza di 5 cm. Calcolare la pressione totale che agisce sul
fondo della bottiglia.
6) Un cubo di legno di lato l = 20 cm galleggia nell’acqua. Se emerge per un tratto h = 6 cm, si
determini la sua densità.
7) Un blocchetto di un certo materiale ha in aria un peso P = 2,16 N, mentre in acqua il peso
risulta 1,91 N. Si determini: a) il volume del blocchetto; b) la sua densità; c) la spinta di
Archimede.
8) Un blocco di legno (densità 750 kg/m3) di volume V = 3 dm3 è immerso in acqua e viene
caricato con un sasso di massa m = 0,5 kg. Si determini la parte di blocco emerso.
3
COMPITO DI FISICA
6 maggio 2015
II LA
1) Una sfera di legno ha un peso P = 2,94 N e raggio r = 5,0 cm. La sfera ha un piccolo foro nel
quale possono essere inseriti piccoli pallini di piombo. Si determini quanti grammi di
piombo possono essere inseriti prima che la sfera affondi in acqua.
2) Un cubo di lato 20 cm galleggia sull’acqua. Il volume emerso è i 2/5 del volume totale.
Calcolare la spinta di Archimede .
3) La temperatura di una stanza è di 22 °C. Qual è il valore di questa temperatura in °K e in °F?
4) Calcolare per quale valore della temperatura espressa in gradi Celsius, un termometro
centigrado e uno con scala Fahrenheit forniscono lo stesso valore.
5) Calcolare il coefficiente di dilatazione lineare di una sbarra che è lunga 100 cm a 20 °C e
che, dopo essere stata scaldata a 85 °C si è allungata di 0,058 cm.
6) Una massa di ferro pari a 250 g viene immersa in 300 g di acqua che si trova alla
temperatura di 15 °C. La temperatura all’equilibrio raggiunge i 20 °C. Qual è la temperatura
iniziale del ferro, supponendo trascurabili le perdite di calore con l’ambiente esterno? (cfe =
0,115 cal/(°C g)).
7) Un termos contiene 100 g di acqua a 5,0 °C. Un blocchetto metallico di 80 g, la cui
temperatura è di 100,0 °C, viene immerso nell’acqua. Dopo un po’ di tempo, raggiunto
l’equilibrio termico, la temperatura è di 19,2 °C. Calcolare il calore specifico del metallo e
la valutazione del suo errore, sapendo che la sensibilità della bilancia è di 1 g e del
termometro 0,1 °C.
8) Un pezzo di metallo di massa m1 = 500 g, inizialmente alla temperatura di 100 °C, viene
posto in un recipiente, fatto dello stesso metallo, di massa m2 = 200 g, che contiene 300 g di
acqua alla temperatura di 20 °C. Determinare il calore specifico del metallo nell’ipotesi che
lo scambio di calore avvenga tra tutti e tre i corpi considerati e che la temperatura finale di
equilibrio sia di 30 °C.
4
7
EsERclzl.
@,JIi*"TS:"#:ffi
Scrivi con 1a notazione scientifica le seguentl msure:
J:"É'€Éffi"
a)
325,168 ml
b)
r:)
d)
e)
0.0035 kg
:1325 000
I
a) (32,145 + 0,05) m
b) (32,7 + 0,05) m
s
c) G2.74 + 0.05)
e) (32,75 + 0,1) m
ffi"ulljììl?:ffi
Scrivi per esteso le seguenti misure espresse con la notazione scientifica:
E sprimi le
;;.::.:I;!*;i+;.=-'"':"i'Yi-'::''prefissi
che
Indica:
o la dispersione della misura;
se
guen
il §.I.
ti
mi sure uti lizz ando
usa per
i multipli
i
o la misura Più Probabile;
o f incertezza massima;
o come scriveresti la misura;
a l' incertezza Percentuale.
e sot-
mm
Misurando dal polso alla punta de1 dito
?1--;'--':"'É":'n ':f-rtu.{.#..É*
medio la lunghezza della mano di30 rugazze
ton'rultipli:
3'10'lrs
di una stessa scuola, si sono ottenuti i seguenti risultati:
2'10-6m
7' lOart.r
,f iOew
3'10es
indicate, usando Ia no::...-,i-4:,.:,.;:,,. Esprimi le misure
(tl
lazione scientifica:
] lrtltriseeohdi =
l,t 5r'/rrlr,melri = ..
r') T rrrilligrunlmi =..
dt 2,lig.ruutt
('l 41ritofltrud =....
.
1
16,5
,l,f'
2
15,8
17
ì 6,1
3
I5,4
I8
15,8
4
15,8
l9
I6,0
5
I 6,1
20
16,2
2'l
16,0
x2
I5,9
6
a)
b)
c)
d)
e)
15,6
lX
16i,2
I
16,2
,,24
tr6,2
t0
15,7
15
I 5,8
I5,4
26,
Ì5,6
2V'
16,2
Nere seguenti misure indica l' tncertezza
t2
l3
t4
l5
(0,5+0,1) m
(3,250t0,002) kg
(256t2) mz
(0,321+0,003) m3
.l5,8
16,2
I
assoluta, quella relativa e quella percentuale:
(27X1) cm
'15,9
7
lt
'ffi
- *,ei{ffiÉ#';é@-
L di una parete viene indi-
4,6m<L<4,8m
ti) 7.32 ' 106 crn:r
b) 6'lOamr
c) '1.25 ' 103 m
'
m
d) (32,75 + 0,05) m
'1780 m
al
b)
.)
d)
e)
'ffi ,T$T":J#IT,T;
sono errate:
0,000027 ml
i:{ri#.{;j;:
'
...................................
l5,g
,
.l5,6
28
-'1!
I5,8
30
.l6,5
''
,16,4
15,8
'15,4
Suddividi le misure in classi e costruisci il relativo
istogramma, indicando la misura media della mano
con relativa incerrezza di misura.
tl
8
Ripussiomo insieme
'.'..,,lt;9Éi
Indica quale tra le seguenti misure è più
precìsa e motiva la tua risposta:
a) (520 + 5) m
b) (280 2) m
'(.
Considela una serie di r:..,.:-.. . -. ;r.Lr.urc diverse. ma tufti equir.,,lir.- --,' j iLrrl liì
l7
stessa area):
t
o esiste
una qualche proporzionalità tra i lati di ciascun rettangolo? Quaie? Motiva Ia tua risposta.
c)(26+1)m
o Quanti sono tutti i possibili
il
perimetro e l'area della super,,-,tlfi,; ,.
licie di un rettangolo di lali:
a- (28 + 1) cm
b: (16 + 1) cm
Calcola
':';::l[}',:jt
Calcola
il
*
drato. il cui lato misura 116
+ l) cm.
ra".:'f,fii;|;+r, L'area della superficie di una piastrella
quadrata è (6.25 + 0.05; clm2.
o
o
i8
perimetro e I'area di un qua-
Quanto è lungo iÌ Ìato della piastrella?
rettangoli aventi area
deila superficie pari a 36 cmL?
Considera solo quelli i cui lati, espressi in cm sono
numeri interi e scrivi le loro dimensioni.
Ripor{ando su un grafico carresiano i valori delle masse e dei volumi di oggetti
dello stesso materiaÌe. si ottiene una l'etta che passa
per l'origine degli assi. es:entlo la massa clirettanten
te proporzionale al r olunrc.
Ossen'a il -cratlco seguente. dor e la r.r.urssa è esplcssa
in kilograrnmi, il volume in metri cubi e le rette sonc)
state identiflcate con una lettera delI'alfabeto.
tl1
Fgffin
Lartnghezzat di
(ks)
una parete viene indi-
cata come:
2000
3.18crn<L<3-52cm
Esprimi la misura in un'altra tbrrna.
1
000
Calcola f incertezza perccntuale sulla misura.
'=,'.'::;T
Uno studente ha misurato quauro volre la
durata di un brano musicale. usando un cronometro sensibile al seconclo.
La tabella riporta i risultati ottenuti:
:t:;"
, ,Àf{5}
ffi"ffiffi8%ffi
:,
115 , 128,
,,}$
124
a Come ha calcolato 1o studente Ia durata del brano?
o Esprimi f incertezza relativa e percentuale sulla
misura.
il
perimetro e 1'area della superticie del rettansolo di lati:
".F"Ff,Éffi,É,.i*
' Calcola
a:
:
b
(t2,5 + 0,2) cm
ìndica quali rettc colrispondono alle sostanze qui sotto indicate:
acqLrir
(6=
alcol
(d=
allumìnio
(ò = 1700 kg/nr'ì
gliceli na
(ò=
1260 kg/m'r)
rettiì
...............
lèr'ro
(ò=
7
860 k-s/mr)
retta
...............
I 000 kdmr)
800 kghr-r)
)
una serie di barattoli ciiindri;i::.i-.#F;*.tt*
- ' i':'?';'?i ci,Considera
tutti di dimensioni diverse, in
ciascuno
dei quali viene versato
1
litro d'acqua.
o È coretto dire che in ogni casol'altezza cui giunge il liquido è inversamente proporzionale al dia-
(s6,4 + 0,3) cm
metro del barattolo?
:
Considera una serie cli quadrati. di misure
' diverse:
-..116.1*"
o
quale tipo di proporzionalità lega
il
tato di ogni
quadrato al suo perimetro?
a qual è la costante in qucsto caso'l
a quale tipo cli proporzionalitiì lega 1'area di ogni
quaclrato al corrispondente lato?
qual è la costante in qucsto caso?
o Motiva
Ia tua risposta.
Quando versi acqua in un baranolo,
€ffie
il li-
proporzionale al volume de1l'acqua versata, ad una
condizione.
o
Quale? Motiva la tua risposta.
--l
Iiryisnoinsieme
2l
Considera una serie di barattoli cilin«lrici.
tutti con la stessa altezza.
È corretto dire che la capacità dei barattoli è direttamente proporzionale ai rispettivi diametri?
Motiva la tua risposta.
22
__
1'olio
Una bilancia indusrriale. che ha la sensi-
bilità di 100 g. viene utilizzata per pesare
Alle estremità di una sbarra di peso tra-
scurabiÌe, lunga 2 m sono applicate due
forze rispettivamente di 20 N e di 60 N. in direzione
verticale. Calcola:
i'intensità della loro risultante e il suo punto tli ap_
plicazione:
in quale punto si deve sospendere la sbarra afTinché resti in posizione orizzontale.
contenuto in una damigiana.
La densità dell'olio è 900 kg/m3.
Le misure lette sulla bilancia sono le seguenti:
- damigiana vuota: 5,2 kg;
-
28
damigiana piena d'olio: 62,3 kg.
Calcola
il
volume dell'otio contenuto nella clami_
giana, tenendo conto delf incerlezzadi misura.
Che tipo di proporzionalità lega la massa
di un corpo al suo peso?
23
Scrivi la relazione che lega le due grandezze.
Qual è la costante di proporzionalità?
Quai è Ìa sua unità di misura?
'%rJna
29
sbarra, lunga 1,2 m, pesa 30 N ed è
appesa a 50 cm da una delle due estremità.
o Quale posizione assume la sbarra?
o Volendo mantenerla in posizione oizzontale, che
cosa si può fare?
Hai due possibilità: descrivile entrambe dopo aver
rappresentato la situazione con un disegno.
=4;#
fuUna molla si allunga di 4 cm quando ad
essa viene appesa una massa di 50 g.
Calcola:
La relazione che lega due granrlezze che
indicherenro genericamente c()n d e h. è lx
24
seguente:
a=6b-
Che tipo di proporzionalità lega le due granclezze?
Riportando su un grafico cartesiano i valori di rz e
di à, che tipo di gratìco si ottiene?
Qual è Ia costante di proporzionalità?
Che cosa potrebbero essere le due grandezz.e a e bl
25
L'area di un cerchio è direttanrenre proporzionale al quadrato del diametro.
Scrivi Ia relazione che lega le due granrlezze.
Indica quanto vale la costante di proporzionalità.
26
Due grandezze zr e à sono legate dalla seguente relazione.. ct. b = 12
Che tipo di proporzionalità lega le due grandezze?
Qual è la relazione che esprin're b in frnztone di a?
Riportando su un grafìco cartesiano i valori di a e
di à, che tipo di grafico si ottiene'l
Che cosa potrebbero rappresentare le granclezze
oeb'!
27
Trova la risultante
delle forze indicate:
1
laforza che agisce sulla molla;
laforza elastica di reazione della molla;
il coefficiente di elastlcità della molla;
o quale forza
di 20 cm.
3r
è neiessaria perché
la molla si allunghi
Mettendo un grosso sasso sulla bilancia
questa segna 20 kg.
Qual è il peso del sasso'l
Se il sasso si trovasse sulla Luna, dove l,acceÌera_
zione di gravità è l/6 di quella che abbiamo suÌÌa
Terra, quanto peserebbe?
La legge di gravitazione universale
32
si
esprime mediante la formula:
F=
6
ntt'lnz
d'
Che tipo di proporzionalità esiste tr.a la forza di
gravità F e ciascuna delle due masse,l
E tra la forza F e la distanza d trale masse?
33
il momento della coppia di forze
indicata in figura.
fu Calcola
In quale verso avviene la iotazione?
È--
9
t
O
Ripossiomo insiene
Un pezzo di legno ,dcnsità 6 = 7-50
kg/m') viene immersLr nell'acqua e galtrovano a ul m 1'uno dall'altro.
Quanta parte delf intero volume deì pezzo di legno
emerge dall'acqua?
Con quale intensità si attirano vicendevolmente
secondo la legge di gravitazione universale?
Come si comporterebbe se fosse immerso nelia
(à
glicerina
i..,i,,,
= I 260 kg/m''.'
Una molla si allunga di 12 cm quando ad
essa viene appesa una massa di 500 g.
,,;l
Calcola:
4l
Un pezzo di le-sno cor.r densità 560 kglm3
galleg-eia sia quando viene immerso ne1I'acqua, sia quando viene immerso neÌ1a glicerina
(6gri...ir, = 1260 kg/m').
la tbrza che agisce sulla molla;
la fbrza elastica di reazione della molla:
il coefficiente di elasticità della molIa:
In quale dei,due liquidi emerge maggiormente?
quale forza è necessaria perché la molla si allunghi
di 20 cm.
Perché?
Calcola la percentuale di volume ir-nmerso in entrambi i casi.
Un cavo metallico cli 2 mm di diametlo,
36
sottoposto a una lorza di tlazione crescente,
si rompe quando deve sostenere una cassa di 6tt kg.
-r!iiÈ,
sue scarpette, ha una supertìcie d'appoggio
Calcola:
limitataasoli 6cm2.
il carico di rottura di quel cavo;
Se 1a ragazza pesa ;12 kg. che pressione esercitl
la lbrza massima di trazione che può sopportare;
il
materiale di cui è costituito
consultato la tab. 2.1.
'::*t.;;:,.Si
il
dei mobile e
deve spostare una libreria che pesa
il coefficiente di attrito tra la base
il pavimento
su1
cavo, dopo aver
160 kg e
r:,.,-;;.1i$
è 0,6.
Un soprammobile, costituito da un oggetto di marno a base quadrata, ha massa
Che dimensioni deve avere lo spigolo di base, se si
desidera che la pressione esercitata dall'oggetto
sul mobile non superi 3 500 Pa?
Quanto vale in questo caso iI coefficiente di attrito'l
Un manometro diff-erenzialc a U. contenente mercurio ({,.,.r.io = l3 600 k-u/rn3),
è collegato a un recipiente. Il mercurio sale dalla parte del tubo aperto con un dislivello di 15.1 cm tra i
due rami.
Un cubetto avente la massa di 400 g è appoggiato su un piano inclinato a 30o.
Quanto vale la tbrza parallela al piano che tende a
far scendere il cubetto'l
Quale cleve essere il coefficiente di attdto affinché
i1 cubetto stia in equiÌibrio?
Un parallelepipedo metallico, il cui peso
10 N è appoggiato su un piano inclinato con pendenza di 30' ed è sostenuto da una molÌa
di
agganciata alla parte superiore del piano.
Trascurando l'attrito e sapendo che
;
8 kg.
Inserendo dei feltri tra Ia base della libreria e il pavimento, lo spostamento è lacilitato e richiede solo una
forza di 600 N.
è
pavimento?
Che pressione esercita quando indossa scarpe normali, con suole di 50 cm2 ciascuna?
Calcola Ia lbrza necessaria.
38
.f=Una ballerina, ballando sulle punte delle
il
coefficiente
di elasticità della molla vale 100 N/m. calcola di
quanto si allun-rÌa la rnolla.
Quanto vale la pressione nel recipiente?
Quale sarebbe la pressione ne1 recipiente. se il livello del mercurio risultasse invece più basso nei
ramo libero del manometro'J
"
:
-:4:É--::':': lJnabiglia di 4 cm di diametro, immersa.
in un liquido, riceve una spinta di 0,41 N.
Qual è
1a
densità del liquido?
171
Copitolo 9
ijiirclzl
a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a a ItTt
"'ffi
ww*
WffiW
@Éw"'
Quanto vale la forza di attrazione tra due
masse rispettivamente di 2 e 4 kg poste a
Calcola I'accelerazione di gravità g1 sulla
W
x'84ffi superficie
ìunare. sapendo che:
- massa della Luna = 7,354 . lOzzkg;
- raggio della Luna = 1,742' 106m.
Terra ha un raggio medio di circa
6400 km. Che raggio dovrebbe avere, mantenendo costante la sua massa, affinché l'accelerazione di gravità sia uguale a quella sulla superficie lunare (1,6 m/s2)?
-
o
sapendo che:
la massa della Terra è 6
-
o
.
l02a kg:
1a
Terra e un sonda di 6000 kg che si trova a 10 000 m
di altezza-
Qual è la forza di attrazionegravitaziona-
W
le tra due masse sferiche di 100 kg ciascu-
na, i cui centri distano 2 mellrl?
La Luna si muove attorno alla Terra su
ffi
Yée+#Fr un'orbita circolare
di raggio 3,85 . 108 m.
Sapendo che la massa della Luna e quella della Terra
sono rispettivamente di7,4.1022 kg e 6 . 1024 kg,
calcola l'intensità della forza di attrazione tra la Terra
e la Luna.
ffiDue
Èaw&=-@-
masse si attirano con la forza di
8 . 10-6 N quando sono poste alla distanza
di 3 cm. Sapendo che la prima massa è di 27 kg, calcola la seconda massa.
Misura la tua massa,con una bilancia
W
é' F à-u calcolaiì
tuopeso.
{ W
r
o
Qual è
un corpo ha la
il
massa
pesa 28 N.
Quanto vale la sua massa?
Una cassa ha la massa di 52 kg.
W
r Qual è il suo peso?
un sasso è stato legato e appeso a un diffi
'w@* namomelro
che segna così 3 N.
r Qual è la massa del sasso?
WUn
-4w
parallelepipedo di ferro (densità =
7860 kg/m') ha le seguenti dimensioni:
12cmx8cmx4cm.
Calcola:
suo raggio è di 6,4 ' l06lm.
Calcola f intensità dellaforza di attrazione tra
il
un oggetto
W
c
Calcolail valore teorico dell'accelerazione
W
@Ezr*di gravità g in un punto distante 10 000 km
dal centro dellaTerra.
ffi
ww-&Ft
Calcola la massa di due corpi uguali che,
a distarza di 20 cm si attirano con 1a forza
di6.10-6N.
mezzo metro l'una dall'altra?
WLa
a a aa o a a a aa a a
e
di 3o kg.
suo peso?
Quanto peserebbe se lo portassimo ad una altitudine di 20 000 m?
a la massa del parallelepipedo;
o il suo peso;
o il suo peso specifico.
ffi
*ffiéÉY
Quale sarebbe la massa del parallelepipedo dell'esercizio precedente, se invece che
di ferro fosse di alluminio (6=2700 kg/m3)?
Calcola, in questo caso:
il peso del parallelepipedo;
o
j
il peso specifico dell'alluminio;
o
la densità relativa all'acqua.
un
W
o
oggetto pesa 2o N.
Qual è la sua massa?
-ffi
Sapendo che la massa della Terra
iÉ'w@F
è
6 . lo24 kg, quella del Sole 2. lO30 kg e
la distanza Terra-Sole è di circa 1,5 ' 10ll m;
o Calcola f intensità dellaforza di attrazione tra Terra e Sole.
'ffi
à: ?1
:at
un oggetto metallico ha peso specifico =
2.65 . rc4 N/m3. Indica:
a se si tratta di peso specifico assoluto o relativo;
o qual è la densità del metallo;
o di quale metallo si tratta.
t
Cupitolo 9
ESERCIZI
ooaataaoao"'o"t""""t'ooo'-o'o"'""t'o""'oo"o""o'
Una mo1la eiicoidale' lunga
20
10.
Di quanto
una costante elastica di 25 N/m'
0'5-N?
una forza di
si allunga se viene tirata con
"'
la lunghe'1.u^t^o^toi:' se alla molla
ò;;[-;"bbe
200 g?
venisse appesa una massa di
lunghe a
Due mo1le A e B' sono entrambe
2l
di esciascuna
a
Appendendo
cm'
riposo 12
cm'
18
a
fino
si allunga
se 1o stesso oggetto' 1a prima
la seconda fino a 24 cm'
elastiche delle due
Che relazione c'è tra le costanti
molle?
Una molla' alla quale
22
u
,'1,r,
stessa
alle tre molle in serie una mas-
Due molle uguali a quelle dell'esercizio
a1
ptt""d""tt 'oni ditpotit in parallelo edg'
di 200
ut'1.ryttu
aggrnéia
si
sistema così formato
Di quanto si ullunga cia:cuna molla'
A
5 cm da un
Una molla viene allungata di
25
Peso di 0'6 N'
da una
Di quanto si allunga quando è soliecitata
forza di 3 N?
Ch" ,ulore ha Ia sua costante elastica?
di
Una molia lunga 10 cm' con.costante
f = 20lN/m' viene tirata con la
"turti.iia
forza di 2,4 N'
27
la sua lunghezza finale?
tarata di
Un dinamometro ha una cor§a
al
(che
corrisponde
portata
f z tt't'iu
'oa
I N'massimo allungamento) è di
della molla'
elastica
Calcola la costante
E*
9'199
1119
§.t
,ti
l,l
t'
9,,1
9,1*
2t
EI,
El.
El.
9'199
I
-t-
0,344
in firnzione della forza applicata'
molla ed indicane
Calcola la costante elastica del1a
il linrite di elasticità'
di soli 100 g?
è
grt:,,
:,.-inii.,,:'r.r,.,tìù:;3i
ursrs
;rffiaÉnti
'iu"u
serie?
in
Pràcedente, disPoste
[ud
0'119
i1 grafico degli
Calcola gli allungamenti e disegna
quando ad
Una.molla si altunga di 12 cm
g'
200
di
massa
tlna
essa vlene appesa
se sr
complesslvo
l'allungamento
Quale sarebbe
alia
uguali
molle
u tre
26
§"4
§*
2,4
ilin qz+s
olso -2,6 li
,i.,,,'W'
1,4
23
sa
@@@E
1,6
0
l,!
[t u"
"tt-"1-::"':'::
la sua costlnle elastica'
ii.. ti appendesse
lut
ò,rsz
i,z
;! o,ru i,o
.,r---ffi-:,; *ffi . t,t
agganciare alla moiCalcola la massa che si deve
una lunghezza cornad
la' affinché questa giunga
nle:sir a di 26 cm'
carta
"ù;;i; i valori assegnati in un grafico.surisultai1
interpolazione
millimetrata e verifica"per
to ottenuto algebricamente'
riposo del1a moila e
Calcola inoltre la lunghezza a
la
plicatol
0,120
se aggrunglamo
massa di 30 g' è lunga 22 cm:
a 42 cm'
fino
allirnga
si
una massa di 50 g, la molla
appendesse
La seguente tabella riporta la lunghezza
ad essa apdi una molla al variare del peso
28
cm' ha
29
pari
Una mol1a ha costante elastica
a
N/m'
80
con la forza di
Di quanto si alÌunga se viene tirata
4'8 N?
iate in
Se si utilizzano tre molle uguali'.aggancl
ciascuna^mo1la?
di
l'allungamenio
ii"[.]., q-"rè ènecessario
applicare per provocare
f-,u
6rut"
quello ottenuto con una
a
uguale
À allungamento
sola mo1la?
si abbassa
sancio di un dinamometro
N'
-lo
di
di icm sotto un Peso
di l2 N'l
Di quanto si abbassa con un peso
2 N; quanto didi
sensibiiità
la
ha
Il dinamometro
stano tra loro le tacche?
aat
r'rv
3I
Il
2o cm' ha
,Y""J"ffil3J,l§::tìlKgacon una forza
Di quanto si allunga se viene tirata
di 0,5 N?
lunghezza^t^o^ta1:' se
massa di 200 g?
una
venisse appesa
6*i.-.u*ute
32
la
alla molla
per rompere'
Calcola la forza occorrente
1 mm di
trranoolo' un lilo di rame avente
diametro.
se i1
Come dovrebbe essere la forza
<liametro doPPio'l
filo
avesse
El,
E.
3
tr
tr
g
tr
tr
4
E
E
E
E
E
5
J
I
I
I
I
Copitolo
r84
OOO
OC]O
OOI]OOOC]
OOOI]C]OT]
I
I
isiirclzl
aa:ae-a lt
aa a*l
t,a at
Ù
t:tt
Un corpo, immerso in un cilindro graduato
contenente acqua, fa innalzare il livello del
Iiquido per un corrispondente valore di l2 cm'. Lo stesso corpo, appeso al dinamometro, fa registrare 0,3 18 N.
Calcola la densità di quell'oggetto;
consultando le tabelle, indica di che materiale è fatto i1 corpo.
Dl
t a It
I
I
2
Un dinamometro ha vfia corsa tarata di
18 cm e la sua portata (che corrisponde al
massimo ailungamento) è di 1 N.
Calcola la costante elastica della molla.
3
Un paralle-lepipedo di alluminio (densità =
2700 kgimi) ha le seguenti dimensioni: 4 x
8 x 6. espresse in cenlimetri.
Calcola:
la mas§a del parallelepipedo;
il
suo peso;
il peso specifico dell'alluminio;
la densità relativa;
il peso specifico relativo.
4
Qual è la forza di attrazione gravitazionale tra due masse sferiche di 60 kg ciascuna,
i cui centri distano 1 metro?
Un dinamometro, al quale è appesa una
sferetta di rame (ò,u-. = 8900 kg/m3) se-
5
gna 3,2 N.
Immergendo la sferetta nell'acqua di un cilindro
graduato di 6 cm di diametro, di quanto si innalza il
livello dell'acqua nel cilindro?
iili?l!)0c
Il
La molla di un dinamometro si allunga di
4 cm sotto un peso di 20 N.
Di quanto si abbassa con un peso di 12 N?
dinamometro ha 1a sensibilità di 2 N;
quanto distano tra loro le tacche?
Una molla avente costante elastica
IO
k = 20 N/m viene tirata con la forza di 3 N.
Di quanto si allunga?
Se si utilizzano due molle uguali, agganciate in
parallelo, qual è 1'allungamento di ciascuna mol1a?
Quale forza è necessario applicare per provocare
un allungamento uguale a quello ottenuto con una
sola molla?
II
Una molla viene allungata di 5 cm da un
peso di 0,8 N.
Di quanto si allunga quando è sollecitata da
una
forza di 4 N?
Che valore ha la sua costante elastica?
Due molle, di qualità diversa, sono entrambe lunghe 10 cm, ma appendendo a
ciascuna di esse la stessa massa, la prima si allunga
fino a 20 cm, I'altra fino a l8 cm.
Calcola il rapporto tra le costanti elastiche delle
due molle.
12
l3
Una molla è lunga 14 cm quando ad essa
è agganciata una massa di 20 g; se invece
si aggancia una massa di 50 g, la molla si allunga fino a 17 cm.
Calcola il valore teorico dell'accelerazione di gravità g in ,:n punto distante 10 000
6
km dal centro della Terra.
7
2
Un parallelepipedo di alluminio (densità =
2700 kg/m3) ha le seguenti dimensioni:
x2 x 6, espresse in centimetri.
Calcola:
la lunghezza iniziale della molla;
la sua costante elastica;
la massa che si deve agganciare per raddoppiare la
sua lunghezza;
laforza con cui deve essere tirata per avere un allungamento di 3 cm.
Calcola:
la massa del parallelepipedo;
il
suo peso;
1'allungamento che provoca in una molla avente
costante elastica 8 N/m;
quale dovrebbe essere 1a costante elastica della
molla affinché l'allungamento fosse di soli 2 cm.
n
9
Una molla lunga 8 cm, con costante di
elasticità k = 20 N/m. viene tirata con 1a
forza di 4 N.
Qual è 1a sua lunghezza finale?
14
Una molla si allunga di 12 cm quando ad
essa viene appesa la massa di 100 g.
Calcola:
quale sarebbe l'allungamento complessivo se si
appendesse la stessa massa a due molle uguali alla
precedente. disposte in serie:
quale sarebbe I'allungamento se alle due molle in
serie si appendesse una massa di soli 50 g;
quale sarebbe 1'allungamento se la massa di 100 g
fosse appesa alle due molle, ma collegandole in
parallelo;
Capitolo
l0
192
ijiitcl/l
..........................................................t..
"ffiRicopia
*;#+'%ffi--
sul quaderno le forze sotto indicate e determinane graficamente la risul-
tante.
IJn ragazzo spinge una biglia sulpavimento (vedl figura) con una forza Fdi intensità 0,6 N. Sull,a biglia agiscono inoltre:
- la forza peso,P di 0,3 N;
- la reazione Qdel pav.imento, opposta a Pl'
- la forEa di attrito n, =--0,2 N (il segno - indica
5
che .d, è discorde con ,Q.
(a)
/
F1
(b)
F1
(c)
F1
Qual è l'intensità della forru i?
+ +
Quanto vale 1a risultante tra le, fo4ze P e Q'!
Quanto vale la risultante tra F e F,]
Qual è la massa della biglia?
(d)
F2
i-
\:+
,e,
\
|
le
I
(ni
+
F1
La barca rappresentata in figura è tirata
da due trattori che percorrono le sponde
del canale. Le funi che uniscono la barca ai trattori
tormano un angolo di 60" e sono sottoposte a una
6
tensione di 800 N ciascuna.
I signor Bianchi è andato in montagna e
la sua auto si è fermata nella neve. Al momento di ripartire, le ruote slittano ed il signor Bian2
chi è costretto a chiedere aiuto a due ragazzi per ottenere vna spinta.
Qual è ìa forza complessiva necessaria per trainare
Questi spingono 1'auto rispettivamente con la forza di
400 N e di 350 N.
Disegna schematicamente la situazione.
Calcola la forza complessiva occorente per muovere I'auto.
la barca?
gffirDisegna
-=*+4'=2r=j'
due forze rispettivamente di
15 N e 20 N, tra loro perpendicolari e cal-
7
All'estremità di un'asta lunga 20 cm, di
peso trascurabile, sono applicate due forze
parallele, rispettìvamente di 2 N e 3 N, aventi lo stesso verso.
Calcola la loro risultante.
Determina il punto di applicazione.
colane la risultante.
r
Due forze uguali, di 40 N ciascuna, formano un angolo di 120'.
Calcolane la risultante.
Calcola la risultante nel caso che le forze
applicate all' asta dell' esercizio precedente
siano discordi e indica la distanza del punto di applìcazione dalla forza di 2 N.
8
L-
Copitolo I
I
iSiitcl/l
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
!I, vocabolario ha le seguenti dimensionl, espfesse tn cm:
I
altezza 24; larghezza I 8; spessore 12: la sua massa è
1,6 kg.
di
-
Calcola la pressione che esso esercita quando:
è appoggiato chiuso sul tavolo;
è aperto sul tavolo:
Calcola la pressione esercitata sul pavimento da un cilindro in rame alto 40 cm.
(È possibile calcoiarla senza conoscere il raggio dei
cilindro: prova).
*?g:.#,-#= Il pavimento di una stanza può sopportare
un carico di 2O0kglm2.
è sistemato, verticalmente. nella libreria.
Uno sciatore, avente massa di 70 kg, usa
degli sci larghi 8 cm e lunghi 2 m, avenri
2
complessivamente la massa di 2 kg.
Considerando gli sci di forma rettangolare, calcoia
la pressione esercitata dallo sciatore sulla neve.
A quale pressione corrisponde'l
;li+{ۃ;;+t
libri,
Una libreria, lunga 4 m e profonda
30 cm. pesa 60 kg e, quando è carica di
esercita sul pavimento 1a pressione di
1800 N/m2.
o Qual è il peso dei libri?
Un tavolino, sul quale sono appoggiati
14 kg di libri, ha massa pari a 10 kg e
quatho gambe aventi ciascuna la sezione di 60 cm2.
3
Qual è ia pressione esercitata da ogni gamba del
tavolo sul pavimento?
La punta di un chiodo ha la sezione di
1mm-.
- Due contenitorì uguali. alti 30 cm e pieni
II
fino all'orlo, uno di sabbia, I'altro di limatura di ferro, sono appoggiati su un tavolo.
CalcoÌa la pressione che ciascuno di essi esercita
sul tavolo.
:
(À,ur,;o :
(Ai-rtur" t"r.o
kg/m3;
1500 kg/m3).
7 800
o Qual è la pressione che il
chiodo esercita sul 1egno, quando viene colpito da un martello con la
forza di 20 N?
Un uomo di T2 kg indossa due racchette
l2
Piero ha ricevuto un grosso pacco pesante
perché pieno di libri ed ora non sa dor,e sistemarlo. Decide di appoggiarlo su un grosso scatolone che si trova per terra, ma teme di sfondarlo per
il
600 cm2.
r
troppo peso: sullo scatolone, infatti, c'è 1a scritta
«Fragile».
Sapendo che egli esercita sulla neve la pressione di 6000 Pa, calcola la massa di ciascuna rac-
In quale modo Piero deve appo-qgiare il pacco per
evitare danni?
chetta.
Perché?
Le dimensioni del pacco sono:
,10cmx25cmx70cm
Unaragazza ha una massa di 50 kg.
Calcola la pressione che essa esercita su1 pavimento quando indossa scarpe spoltive (superficie
di ogni sca{pa = 160 cm2 r e quando indossa scarpe
eleganti (superfìcie di ogni suola = 35 cm2).
e
iI
suo peso ammonta a 18 kg.
Quat è. in questo caso la pressione esercitata dal
pacco sullo scatolone?
Una scatola è in grado di sopportare una
pressione massima di 750 N/m2.
t
7
Di quanto varia percentualmente la pressione esercitata sulla neve da uno sciatore di 80 kg che indossa scarponi aventi ciascuno la suola di 200 cm2, quando si mette gli sci
(massa di ogni sci I k_e; dimensioni di uno sci
8 cm
x 220 cm)?
Possiamo appoggiarvi . sopra un soprammobile
di marmo che pesa 12 kg
10 cm
x
15 cm?
Motiva la tua risposta.
ed
ha la base di
Capitolo I
I
241
iSiircl/l
aaaaaoaaaaaaaaaaaaaaaaoaaaaaoaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
14
Calcola la massa e la densità di un sasso
che pesa 120 N in aria e 100 N quando è
immerso ne11'acqua.
Che cosa segnerebbe il dinamometro se gli appendessimo il sasso, immergendolo in alcol?
(4r.or = 800 kg/m3).
Calcola la spinta idrostatica di un palioncino di 30 cm di diametro pieno di gas, in
equilibrio nell'aria.
I5
Quale sarebbe la spinta di un pallone da calcio
= I,3 kg/m3).
avente le stesse dimensioni? (6o.1,
I1 barometro appeso alla parete segna
16
700 torr.
Calcola la pressione dell'ambiente, esprimendola
in atmosfère ed in Pascal.
23
In un tubo ad U aperto da entrambi i lati, si
versa da una parle mercurio e dall'altra un Ii-
quido molto più leggero. A partire dalla superficie di
separazione dei due liquidi, la colonna del mercurio
(densità 13 600 kg/m') segna l2 mm, l'altra l3 cm.
Calcola la densità de1 secondo liquido.
Una sfera di acciaio (6= 7,8 g/cm31,
avente la massa di 500 g, è agganciata ad
un dinamometro. tarato in newton.
lndica che cosa segna il dinamometro:
24
quando la sfera è sospesa in aria:
quando è immersa nell'acqua;
quando è immersa nell'alcol;
(6ui.ot = 0,8 g/cm3).
Un corpo pesa 2 N in aria e 1,8 N nel-
25
I'acqua.
l7
In un recipiente è stato fatto
il
vuoto ed
ora ii manometro segna 122 torr.
Esprimi la pressione all'interno del recipiente in
atmoslère ed in Pascal.
Determina
26
il
suo voiume e la sua densità.
Un blocco di materiale è appeso a un dinamometro ed il peso segnato dallo stru-
mento è 6,75 N. Si immerge
t8
Un recipiente cubico, di spigolo 30 cm,
contiene idrogeno che esercita contro cia-
scuna parete una forza
di
9
1
I
70 N.
il
blocco nell'acqua.
sempre mantenendolo appeso al dinamometro: questo segna ora 4,25 N.
Di quale materiale
è
fatto il blocchetto?
Calcola la pressione ali'intemo del recipiente.
Un pneumatico viene gonfiato a 2,2 atm
19
e la lettura viene fatta con un manometro a
mercurio ad aria libera (cioè con un ramo aperto verso l'ambiente esterno).
Calcola
il dislivello
del mercurio nei due bracci
del manometro.
20
In un barometro torricelliano, volendo
usare l'acqua al posto del mercurio, quale
sarebbe I'altezza della colonna d'acqua corrispondente alla pressione di 1 atmosfera?
2l
Un tappo di sughero (5=250 kg/m3) galleggia in una bacinella piena d'acqua.
Calcola quale parte del suo volume resta immersa.
Un tubo ad U, aperto da entrambi i rami,
contiene acqua e olio, non miscibili.
A partire dal livello della superficie di separazione
dei due liquidi, la colonna di acqua è alta 8 cm.
28
Quanto è alta la colonna d'olio. se questo ha densità 909 kg/m3?
29
Calcola la pressione sul fondo di un secchio alto 40 cm, quando è vuoto e quando è
pieno d'acqua.
22
27
Su un lbndale marino la pressione totale
è
di 2.5 .
106 Pa.
Sapendo che la densità dell'acqua di mare è di
1 030 kg/m3, calcola la profondità dell'acqua.
Utilizzando ia legge di Stevino e ricordando che la densità del mercurio è di l3 600
kg/m3. verifica qual è l'altezza della colonna di mercurio di un barometro quando la pressione è I atm.
30
massimo
La pressione del sangue varia solitamente da un minimo di 80 toru (sistole) ad un
di
120
torr (diastole).
Calcola la pressione nel S.I.
\
?A2
Pressione
>
ed equilihrio
yycassa, che
pesa 52kg, ha
le
seguenti
Calcola la pressione che la cassa esercita sul pavi-
2
.g.
gffi|l/In
det pi-
QuaÌe deve essere il diametro del pistone più gran_
de. se è necessario ottenere una fbrza dì 10000 N?
-> .;riffi4,'..
Calcola ii diametro del bidone.
il diametro
esercitata una forza di 400 N.
mento.
Un bidone cilindrico pesa 120 kg ed eserctta sul terreno una pressione di 6 000 pa.
un rorchio idraulico,
é
Calcola Ia spinta idrost.
ricevuta da
4_t -.'' " . una sfera di rame diidrostatica
I dm3
dm gettata in mare.
(4.quu**inu = 1030 kg/m3).
(
*---
e dimensioni 2l cmx2g cm, sono sovrapposti e appoggiati su un tavolo.
Quale pressione esercita sul tavolo la pila di libri?
-> d{iffi
cdcola la forzaesercitata dalla pressione
atmosferica su ciascuna faccia di un foslio
di carla da fotocopie formato ,A4 (21
cmxZg,l cti).
,-.,*k...,"'
Un cubo di legno. di 12) cm di spigolo è
portato su[ fondo di una piscina a2mdi
profondità e poi Iiberato. Calcola:
2
quale pressione agisce sul cubo quando si trova al
fondo della piscina;
quale spinta idrostatice riceve:
**^ di quanto emerge quando ri:ale in superficie.
(à.eno : 600 kg/rn't.
è,ffi#Unlibropesa2kge,quandoèchiuso,hale:".::::.-UUw^B/rI1,,.
seguenti dimensioni: 27 cmx l9cm x 4cm.
". +S""":
Un sommergibile sta navigando in
--s>
;"u'
1' " *'t==
Calcola la pressione che esercita quando è:
ir"f;"dità ; i;i"quu p."*" contro il suo
in posizione verticale nelÌo scaffale della librerìa:
appoggiato chiuso sul tavolo;
appoggiato aperto sul tavolo.
^p i;:-i-ffii-Z7
un bidone da0,32m3 è alto 110 cm pesa
30 kg quando è vuoto. Viene riempito con
delle pietre e il suo peso sale ora a g50 kg. Calcola:
il
diarnetro del ciÌindro;
la tlensità del materiale in esso contenuto.
>ffi*Un
blocco di marrno ha la forma di un
prisma a base quadrata di 60 cm di lato e
una massa di 900 kg.
Quando è appoggiato a terra su una delle facce late_
rali, esercita sul terreno una pressione cli
121700 pa.
Qual è I'altezza del prisma?
Quale pressione esercita sul terreno quando viene
appoggiato suÌla base quadrata?
Qual è la densità di quel tipo di marmo?
sommergibile si trova in mare a 60 m
? {Éffi.e** diUnprofondità.
Calcola:
la pressione esercitara dall'acqua sul sommergibile
(6r.qr. ,,,r.n,, = I 030 kg/mr t:
laforza che deve sopportare il portellone circolare
del boccaporto che ha un diametro di 70 cm.
, 39
Come è noto. il ghiaccio immerso in una
bibita. galleggia.
Di quanro emerge un cubetto di ghiaccio di spigo_
lo 2 cm, immerso nell'aranciata?
(6gh"ccio
= 920 kg/m3)
(Q.,n.i"tn = 1040 kg/m3)
I
portellone di
i
m di diametro. con una forza di
6.321
.
10r Pa.
A quale profondità stanavigando
^
(4.qr",,urin, = 1 030 kg/m3).
il sommergibile?
5 litri di gas che si trovano alia pressione
atmosferica vengono compressi in un con_
tenitore fino a raggiungere la pressione di zl . i05 pa,
4
€
mantenendone costante la temperatura.
Qual è
il volume del
contenitore?
45
Un recipiente in cui avviene una reazione
chimica è collegato all,ambiente esterno
mediante un manometro ad U. che fa rilevare una
differenza di pressione di 80000 pa. Il livello del
mercurio nel manometro è più basso nel ramo colle_
€
gato con l' apparecchio.
A quale pressione si svolge la reazione?
M
Un parallelepipeclo metallico è agganciato a un dinamometro e lo strumento segna
2,68 N. Immergendo il parallelepipedo in acqua-,
dinamometro segna solo 2,33 N.
€
il
Utilizzando le tabelle al fbndo deÌ volume. indica
di quale materiale è fatto il parailellepipedo.
47
Calcola la spinta idrostatica ricevuta da
una sfera di ferro di l0 cm di diametro im_
mersa nell'acqua.
Quale sarebbe la spinta
nell'alcol?
Quale sarebbe la spinta
l'acqua lbsse di rame'l
se
se
la sfera fosse immersa
la sfera immersa nel-
{
Pressione
Quale sarebbe 1a spinta se la sfera di ferro fosse
immersa nel mercurio?
Quale frazione del suo volume emergerebbe dal
mercurio galleggiando?
56
equilihrio
243
Un'automobile che pesa 1000 kg poggia
su quattro pneumatici gonfiati ciascuno a
una pressione di 2 atmoslere.
Esprimi Ìa pressione di ogni pneumatico in Pa.
Qual è la pressione totale esercitata dal1'auto sul
terreno?
Una cassa piena di trucioli <li legno -ealleggia sull'acqua di uno stagno ed emerge
per un quarto del suo volume.
48
Quanto vale l'area complessiva di pneun.ratico in
contatto con il terreno?
Quanta superficie di ciascun pneumatico è in contatto con il terreno?
Qual è Ia densità media della cassa?
49
ed
Un recipiente cilindrico cli vetro, con il
La parete di una cliga deve essere più
57
diametro di 10 cm, è pieno di mercurio fino
all'altezza di 22 cm.
spessa verso il fondo, a causa della maggiore pressione esercitata dal1'acqua.
Qual è la pressione esercitata dal mercurio sul fondo del recipiente?
(6r.,.u.iu = l3 600 kg/m3).
Quale deve essere il rapporto tra Io spessore della parete a 20 m di profbndità e quello in super-
50
Un tubo ad U, aperto da entrambi i rami,
contiene mercurio e un altro liquido di na-
tura sconosciuta.
A partire dal iivello di separazione dei due liquidi, la
colonna di mercurio è alta 12 mm e quella dell'altro
ficie'l
Collegando a un recipiente un manometro a U contenente acqua, si nota un dislivello di 20 cm, con l'acqua che sale dalia parte del
58
ramo libero del manometro.
Qual è la pressione nel recipiente?
Quale sarebbe il dislivello con un manometro
liquido 15 cm.
Qual è la densità del liquido sconosciuto?
a
mercurio?
6-.,.,.,o = l.l 600 kg/mi t.
Se nel manometro si mette dell'olio,
a22 cm.
(
5I
Da una bombola contenente 10 litri di
gas a 5 atmosfere se ne fa uscire una certa
quantità che, raccolta in un recipiente a pressione atmosferica, occupa 2 iitri.
Qual è iI volume di gas rimasto nelia bombola?
sale
Qual è la densità di quell'olio?
Un gas si trova alla pressione di 2 atmostère in una bombola da l0 litri. Mantenendo costante la temperatura, il gas viene travasato
in una bombola da 4 litri.
59
È variata la pressione nella bombola'?
In caso affermativo, in che modo?
Il gas contenuto in una bombola da 5 litri, alla pressione di 4 . 10'5 Pa, viene fatto
defluire in un'altra bombola della capacità di 10 litri.
52
A quale pressione si trova
bola?
60
Qual è la pressione del gas nel nuovo recipiente?
53
il dislivello
Un blocco di marmo ha Ie dimensioni di
20cmx50cmx70cm.
Caicola Ia pressione massima e la pressione minima che esso può esercitare sul pavimento.
il
gas nella nuova bom-
Un gas occupa il volume di 625 cm3 alla
pressione di 9,8 . 101 Pa.
Qual è il suo volume a 1.67
.
105 Pa?
Un mattone dalle misure 8
6l
x
12
x
20,
espresse in centimetri, quando è appoggia-
to sulla sua faccia maggiore, lascia sulla sabbia
54
Calcola la densità del materiale di cui è
fatto un cubo di 6 cm di spigolo che, immerso nell'acqua emerge per 2 cm.
55
Un oggetto è appeso a un dinamometro
e
1o strumento segna 40 N. lmmergendolo in
acqua, il dinamometro segna solo 20 N.
Quai è la densità dell'oggetto?
Di quale materiale può essere fatto?
un'impronta di 2 mm di profondità.
A quale profondità penetra nella sabbia appoggiandolo sulle altre due facce?
Un blocchetto di materiale pesa 0,4 N.
Immerso nell'acqua. il suo peso scende
62
a 0.16
N.
Qual è la densità di quel materiale?
Di quale materiale potrebbe trattarsi?
I
29
iSiircl/l
aaaaaaaaaaaaaaaao""t""""t"""""""""t"""""'
lndica a qLìante ciilorie
I
cot'r'ispot.tdono
25116joule.
Esprimi in joule l'equir llelrte energetico
2
di 300 cal.
In una reazione chimica esotertnica' per
ogni mole di sostanze rea-qenti si sviluppa-
3
no 2l 6 cal.
A quanti joule di energia corrispondono'?
4
joule'
Quanta ener-9ia. espressiì in
sce un Pasto comPleto di 2500 cal'l
5
Per portare da 20 a 30'C la temperatura
di I litro di acqua occorrono 10 kcal'
forni-
Ctrlct,llt qtlltllti joule di cnergilr :uno l'ìcc(\\Al i'
Spiega per quale motivo. nelle abitazioni
sono collocati in basso. pref-ctermosifbni
i
6
ribilmente sotto
Pel contlollare
I I
1a
risposta all'esercizio
n. 9 calcola Ia resistenza ternica ol-ttrta da
I mr rli anta in legno (spessore cilca l0 nltn) e quel1a
oflèr'ta da I mr di avvolgibile in allurninio (spcssore
cirer -ì tntn)c Lt)nlr(ìntalJ.
Per controllare la risposta al['esercìzitr
n. 10 calcola la lesisteuza termica ofTerta
da 1 ml di nlr-rro esterno (spessore cilca 20 cm di
mattone + 5 cm di lana di roccia + 5 cm dei due intonaci) e confrontala con quella otlèrta da una lastra di
vetro (spessore 3 mrn).
12
Calcola il calore clisperso in un'-intera
giornata attravefso una finestra di dimenspessore di
sionì 1.4 À x 2 rr. chiusa con vetri dello
oC all'esterno e
3 mm. quanclo la temper"atura è di 0
I3
dì 20 "C all'interno.
14
1e tìnes1r'e.
cloppi vetri alle finestre sono un buon
isolante contt'o 1a dispersione del calore
I
verso I'esterno.
«Ho acquistato un tappeto». dice la si7
gnor" Calla alla sua vicina fli cnsx' «da
mettere nel saione: il p:rvimento di mirrmo è moltcr
tlecldo, il tappeto sarà certamente più caldo»'
Pel quale motivo
clistanza cii circa
i due vetri vengono
sistemati
u
l-1.5 cm l'uno dall'altro e non
viene invece utilizzata una lastra unica di vetro di
spessore doPPio'l
Spiega perché la signot'a Carla sbaglia'
Le villette costl'uite in montagna hanno'
8
molto spesso. le pareti rivestite
it.r
legno'
Secondo te. è solo Llna questione estetica o ci sono
dei motivi di protezione termica'l
Molir u la luiì ri\Postr.
Gli chalet di montagna hanno finestre
I
piccole e ante in legno. mentre nei moderni
condorlini si usano finestre più arnpie, che danno
I5
Perché. secondo te' una giacca a vento
imbottita con pìumino d'oca lipara così
bene dal fieddo'l
Qual è la vera sostanziì i.solante'l
l6
I Lloppi vetri alle tinestre non possollo es-
sel'e Ui§aii a distanza maggiore di 2 cm l'uno dall'altro. perché altrimenti nell'aria intrappolata
tra 1e pareti cli vetro si generano dei rnoti convettivi '
maggiore luce all'appartamento, e avvolgibili in allu-
Secondo te. la convezione aunlenta o rallenta la
minio.
dispersione termica'.)
Netla lotta contro lo spreco di energia, sono da
pretèrirsi le ante in legno o gli avvolgibili in alluminio'l
Motìr'a la tua risPosta.
Si dice che unl casr cor.t rrì1pie vetrate
sia più fieclda di una normale abitazione
con tinesn'e di più modeste dimensioni'
IO
Si clice anche .1r" ,-,no vcranda, delimitata da pareti di
vetro. è luminosa e caldct come una serra'
Sapresti spiegare qLìesta contraddizione'l
Unr sbatra cilinclrica di rame di :l crn di
dianletro è lunga 1 metro ed ha la supertìcie laterale isolata. in modo da impedire perdite di
calore attravelso di essa. Una delle due estreniità è
collegata con un tbrno che ne mantiene la temperatura coitante a 100 'C, mentre l'altra estremità è inselita in un blocco di ghiaccio a 0 "C Calcola:
17
lesistenza termica della sbarra;
secondo da un'estremità
'a1tla.
all
1a
il calore trasportato in un
[]
4
Copitolo 3
ijiircl/l
aaaaaoaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
+.F+f"j
500 g. di una sostanza liquida, di composizione ignota, vengono riscaldati mediante
un riscaldatore ad immersione, capace di fornire 75
J/s di energia termica: dopo 5 minuti la temperatura
In un calorimetro contenente 300 s di ac
qua a 20 oC, dopo immersione di un cilindretto di alluminio avente la massa dì 130 g e la tentperatura di 98 'C. 1a teinperatLlra dell'acqua sale a 26 "C.
Determina l'equivalente in acqua del calorimetro.
del liquido è salita da 18 a 36 "C.
o
Determina
il calore specifico della
sostanza esami-
,':iffi;|*
nata.
;:,'à',t:.*if;. r= C al
co I
,3
a l'
en
ergi a ne c e s s ari a
di acqua da 20'C
100 kg
a
Un cilindretto metallico, avente massa di
156 g, viene riscaldato a 98 "C, quindi immerso in un calorirnetro avente un equivalente in acqua di 22 g e conrcnente 150 cm' di acqua a 20 'C.
per portare
45 'C.
La temperatura finale raegiunta all'equilibrio è di
25 oC. Facendo uso della tab. 3. l:
determina di quale sostanza è costituito il cilin-
Calcola l'energia necessaria per riscalclare 20 litri di acqua fredda a 15 "C fino a1la
dretto metallico.
temperatura di 60 'C.
il)tZ;!#*.,
I I
Per riscaldare un corpo dalla temperatura
ambiente di 20
'C alla
temperatura di
mica
di
qua.
Per riscaldare 1'acqua di uno scaldabagno
da 18 "C a 38 oC occorrono 215 minuti, util,tzzando una sorgente di calore capace di fornire
12
un corpo che si trova inizialmente alla
3000 J/s.
temperatura di 20 'C, ed ha la capacità ter1344 JfC, vengono fomiti 21504 J di ener-
gia per riscaldarlo.
Calcola la temperatura finale raggiunta.
o Determina Ia massa dell'oggetto sapendo che è
fatto di una lega metallica avente calore specifico
448 Jikg . 'C.
il 207o dell'energia fornita si disperde nel riscaldamento del contenitore e dei tubi:
calcoÌa quanta acqua contiene lo scaldabagno.
Tuttavia
r
.l::-É!;.kÉ,,
"
c
o
I
lore specifico = 500 J/kg . "C).
,-:--:;iff;.!,'!-;i:-'. 200 cm'^di una soluzione, avente densità
920 kglm' e calore specifico 2500 J/kg 'C
vengono portati da l8'C a 42oC,rtscaldandoli su un
fornello capace di fornire 2,5 kcal/minuto.
Solo il 607o del calore fornito viene utilizzato, perché
11 40Vo viene assorbito dal recipiente o si disperde
nell'atmosfera.
r Calcola la durata del riscaldamento.
,-,','',;'gl',':
,'
In un calorimetro contenente 200 g di acqua a 20 "C, si immerge un cilindretto di
di 140 g e precedentemente
pofiato alla temperatura di 90 'C.
o Calcola la temperatura raggiunta all'equilibrio, sapendo che iI calorimetro ha un equivalente in acrame avente la massa
qua di 30 g.
100 g di rondelle vengono riscalclati a
100'C e poi versati in 280 g di acqua, inizialmente a l8 oC, posti in un calorimetro iI cui equi-
13
valente in acqua è 22 g.
La temperatura finale raggiunta ai1'equilibrio è 2l "C.
Utilizzundo lu tab. 3.1:
determina di che materiale sono latte le rondelle.
a I' energi a occorrenre per ri s c aldare, da20 "C a 100 "C, 1,5 kg di ferro (caC al
litri di acqua a 20 'C vengono riscal-
di calore che fornisce 1500 J/s.
Determina la temperatura tinale raggiunta dall'ac-
45 "C è necessario fornire 10000 J.
o Calcola la capacità termica del corpo.
o Deterrnina la massa dell'oggetto; sapendo che è di
ferro (calore specifico Fe = 500 J/kg . "C).
*-:jffiqà*.A
25
dati per 30 minuti, mediante una sorgente
r
I4
Calcola la temperatura finaÌe della miscerondelie-acqua dell' esercizio precedente,
nel caso in cui le rondelle siano di alÌuminio.
1a
'
l5
Un barattolo di 180 g di alìuminio contiene 50 g di acqua a 20 "C. Si riscaldano 200
g di pallini di piornbo per taratura a 100'C e si lersano nel barattolo.
Determina 1a temperatura del sistema all'equilibrio.
- 908 J/kg ' oCi Cpiun,bu = 130 J/kg . "C)
(calurninio
16
dogli 25,6
Un cilindretto di 1èro che pesa 80 g deve
"C a 60 oC fomen-
essere rrscald:rto da 20
J/s.
Quanto tempo è necessario'l
(cr.,,o:480 J/kg ' "C)
L'equilibrio
r I due grafici rappresentano
la curva di riscaldamento della stessa sostanza usando la
stessa fonte di calore, neÌie stesse condizioni.
("c)
I
I
50
50
40
40
30
30
20
20
10
10
150 300
1
(s)
('c)
18
20
Un calorimerro metallico pesa -1-50 g e
contiene 500 g di acqua aÌla terrperatlrra
arnbiente di 17.2'C. In esso si introducono 100
-e
dello stesso rnetallo del calorin-retro, preventivarnente
riscaldati a 100 'C e la temperatura, all'eqr-rilibrio ier.-
nico. r'isulta di 18.6 .C.
Di quale t.netallo si tratta?
#,:,-.'
-
150 300
I (s)
Spiega pcrché i grafici. pur rappresentando lo stes_
so lènomeno, hanno pendenza diversa.
"
ternko 45
Un cilindro di ferro. clel volunre
cli
22 cm]. r,iene riscalclato a 98 oC e succes_
sir,amente immerso in un caiorimetro contenente ac_
qua a 20 oC. Sapendo che:
la densit.ì del fèmo è 7.8
-q/cm-r;
- il calore specifico del tèro è 500 J/g..C;
- la tempel'atura all'ecluilibrio tcrmico è 26 "C;
- l'equivalente in acqua del calorimetro è 26
Un pezzo di ferro di 48 g è scaldaro a
100 "C e poi immerso in un calorimetro
contenente 21-5 di Lln certo licluido alla tcrnperatr-rra
-s
di l7 'C. La ten-rpcrarura finale, nll'equilibrio. è di
20.-5 'C. Trascurando la capacità termica clel calori_
metro:
calcola il calole spccifìco del Ìiquido.
22
Un pezzo cli larne viene imrnerso nelI'acqua e Liccve r-rna spinta di 0.13 N. Viene
poì riscaldato fìno a 80" e immerso in un calorimetrtr
di
ntassa cquir.alente trascurabile. contenente
cnr' di acqua a 20 'C.
Qual è la temper.ìtllra che l'acqr-ra e il ramc raggiun-eono all' eq uilibrio?
l-5()
-g:
determina:
n) la quantità di acclua contetluta nel calorintetrr.ti
ò) l:r temperatura che si r-aggiLrn_cerebbe al l, equi librio
terntico nel caso che il cilinclretto metallico tnmrer._
so fosse di rame (clensità del rame = g.6 g/crn-r;
calore specifìco del rame = 390 J/kg . .C).
19
23
Una sfelerta metallica cli 2 cm cli diametro. pesa ll.3 gr.amrnil riscaldata a 60 "C e
inrmelsa in un calorimetro contenente acqua a 20 .C^
rag-eiLrnge una teinperatur.a cli eqLrilibrio di 21.8 .C.
Quanta acqua c'era nel calorintetro'l
'su
Un calorimetro. avente ecluivalentc in ac-
qua di -50 conriene 4-50 g di actlua alla
-s.
temperaturiì arnbicnte di I8 "C. Inttoducendo ne1 calo_
rimetro una massa di fèrro di 120 g tolta c1a un tbrno. la
temperatllra dell'acqua del calorirnetr-o saìe a 20.C.
Qual è la temperatlrra del fbrno?
I
g di gticerina atla temperatura di
'lii:'#,,,i 20 oC 50
contenuti in un calorimetro di massa
ecluivalente 20 gramrni. r,iene r.ersata dell' acqua
a 50 "C.
La rniscela
a:10.-5
ra-ugiun-te 1a tcmperatur-a cli equilibrìo
"c.
QLlanta acqua è slata versata nel calorimetro'l
iii
Capirolo 4
68
g$#ffi#$E§
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaoaaaaaaaaaaaaa""""""""t"""""
-##EfS-rZ2Una
oC,
sbara di fero, lunga 2,5 m a 0
viene portala alla temperatura di 250'C.
Calcola di quanto si aìiunga.
-
@
o
'-
filo di rame è lungo 150 m alla temW,#un
-r: :
peraiura di 20 "C.
o Calcola la sua lunghezza a 100 oC.
''ffi#"n
lungo 100 m aila temperatura di24"C, mentre a 100 "C misura
filo metallico
è
Una bombola contiene- idrogeno alla
a,4:i;.,t*'
oC.
ratura di 20
o A quanto sale la pressione se ia bombola esposta
al sole raggiunge la temperatura di 40 'C?.
--
Supponian.ro che 1a bombola dell'eserci-
zio precedente sia piena di azoto che è 14
volte più pesante delf idrogeno.
o Quale sarebbe la pressione nel1e stesse condizioni
di temperatura?
100,08 m.
o
:Zé@i=-,
Determina di quale metallo si tratta.
.**'=t-ÉksÀ-,
Dulante la stagione invernale si costrui-
?;§+É,,:
Una siringa da 50 cm3 contiene 10 cm3
di aria a 20 oC.
ffi
sce una linea femoviaria, lavorando ad una
temperatura media di 0 "C. I binari sono costituiti da
rotaie di ferro che, misurate appunto a 0 'C, risultano
lLrnghe l2 metri ciascuna.
Sappiamo che la temperatura minima invemale nella
oC. mentre la massima estiva
zona scende sino a *22
raggiunge i 50 "C al Sole.
o Calcola 1o spazio minimo che si deve lasciare tra i
tronchi di rotaia.
Immergendo 1a siringa in acqua calda, l'aria in essa
contenuta si riscalda fino a raggiungere la temperatura di 95 'C.
o Qual è il volume finale dell'aria?
''ffi,*
Un g as si trova in un recipi ente chiuso, alla
temperatura di 25 'C ed alla pressione di
1 atm. Raffreddando il recipiente in salamoia, la tempeoC
e la pressione diminuisce.
ratura scende a -20
r Calcola la pressione finale del gas.
-?4e-;-ji{r'-
t#ffifuéUna
sfera di vetro, avente il diametro di
30 cm alla temperatura ambiente di 20'C,
viene riscaldata a 170 "C.
o Calcola di quanto aumenta il suo volume.
.:-blf::
Due sbarre. una di lemo e ttna di ottone.
hanno alla temperatura di 0 "C la stessa
ltnghezza, di 160 cm.
temperatura le loro lunghezze differiranno
di 2 mm?
r)
(Àr",.. = l'2 ' 1o-7:c
t)
(Ànrnn"= 1.8'10-2"C
,;i"*?.+i::Z)un bicchiere cilindrico, alto
10 cm ha la
capacità di 500 cmr.
Si versano
ne1
o determina a quale altezza giunge il iiquido nel bicil tutto
a 80
oC;
o detennina di quanto
si innaiza
il liveilo
de1
liqui-
do, trascurando la dilatazione del vetro.
'i:1t"|t
"'
oC e poi aperto.
(a
100 "C) esce dal recipiente e
o Calcola quanta aria
quale sarà il suo volume dopo il raffreddamento
a1la temperatura
di
100
nel1' ambiente circostante.
Se il recipiente, dopo la fuoriuscita de11'aria, viene
im-
mediatamente chiuso e lasciato raffreddare, quale sarà
ia pressione al suo interno dopo il raffreddamento?
.- ..----.)r;',.-.,-
.
-
gas si trova a 0 oC alla pressione di
99967 Pa in un recipiente chiuso e viene
,1'ffi:,-,7:-,' Un
riscaldato a 150'C.
o Calcola il valore finale della pressione.
bicchiere 320 g di petrolio a 20 "C
(densità 800 kg/m3);
chiere.
Si riscaida
è
alla temperatura ambiente di 20 'C; viene riscaldato
o
o A quale
un recipiente della capacità di 5 litri
:l;#*";*
Due litri dì alcol a20 "C vengono riscaldati lentamente a bagnomaria.
A 60 "C si registra un aumento di volume di 88 cm'.
o Calcola il coefficiente di dilatazione deil'alcol.
Un gas si trova a 250 "C ed alla pressioiri;.,T.,*.,:.r::..;
'1'z;+ :- '
ne di 30 000 Pa, in un recipiente chiuso'
Se il gas viene raffreddato a 0 "C:
r calcola che valore assume 1a pressione nella bombola
,-,,.-.ij-:..;
'.tir .6.t,.,* ' Calcola la pressione alf interno di una
bomboia di gas metano che si trova alla
oC il gas avetemperatura di 60 "C, sipe,ndo che a20
va una pressione di 1,5' 105 Pa.
q
,itolo 5
92
iSiitcl/l
aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa"t""
:.
,-
.!1.-,,:;:'
'. Calcola quanta energia necessita per fon-
Una siringa da 50 cn.r3 contiene 10 cmr di
oC.
aria a 20
dere completamente un cubetto di ghiaccio, avente la massa di 30 g, alla temperatura di 0 "C.
,
'2'
Calcola quanta energia necessita per fondere completamente lo stesso cubetto di
ghiaccio deIl'esercizio precedente, appena estratto
dal freezer, alla temperatura di -15 'C.
.
.,,
il volume f inale del1'aria se la siringa vieoC.
ne inrmersa ìn acclua calda e riscaldata a 95
Calcola
.t
Un calorimetro di rame, avente la massa
di 350 g. contiene 200 g di acqua a 20 "C;
si immette nel calorimetl'o una certa quantità di
*
.
ghiaccio a -10 oC e la temperatlrra del calolirnetro si
stabilizza a 12 'C.
Che cosa contiene ora il cnlorimetro'l
Detemtina quanto -uhiaccio è stato messo ne1 calo-
Osserva attentamente il seguente diagramma: esso rappresenta la fusione di un
metallo che viene riscaldato mediante una fonte di
calore che lornisce 200 J/s di energia termica.
o Determina:
a,) di quale metallo si tratta:
b) in quale quantità è Presente;
c) dopo quanto tempo dalf inizio del riscaldamento
tutto iì metallo è luso.
,f,;E
rimetlo.
:7- .
lntroducendo 30 g di ghiaccio fondente
in acqua a 40 'C, Ia temperatura del1'acqua
scende a 24
oC.
o Determina la quantità iniziale
temperutura ("C'1
,
-
e
finale di acqua'
termica oc,.&-,, ,: Caicola la quantità di energia
stato di vapore
corrente per portare allo
250 g di ghiaccio che si trova alla temperaturuinizia'
le di -12 'C.
':.':--9-;.!l ',:, Calcola quanto ghiaccio a -5 'C si può
fondere, versandovi sopra 1 litro di acqua
40
tetilp() (s)
boilente.
Vengono lonriti 12000 J di energia termica ad un pezzo di ghiaccio avente massa di
200 g, alla temperatura iniziaie di -2 'C.
o Si chiede:
a) se il ghiaccio fonde tutto o solo in parle;
tO
"i;E:f;W+,?,FÉ
osserva
il
seguente diagramma, che rap-
dell' esercizio precedente.
o
Determina:
a) di quale metallo si tratta e qual
è
il
suo punto di
fusione;
è presente inizialmente;
quanta sostanza è fusa doPo 40 s.
D) quanta sostanza
c)
tentperttura ("C)
D) quale variazione di volume si verifica durante la
fusione:
c) qual è la temperatura finale raggiunta;
@ che cosa c'è alla fine nel recipiente.
=.. Calcola ìa quantità di calore ceduta da
I kg di vapore acqueo a 100'('che viene
condensato e rallieddato a 20 "C.
.;l.l' .
In un calolirnetro, contenente 400 g di
di l5 "C, si introdued inline si fanno
f'ondente
ghiaccio
di
cono 600 -u
l2
acclua alla temperatllra
gorgogliare I 00 g di vapore acqueo a I 00 'C.
Deterrnina la te mperatura finale della miscela. sapendtt
che il calorimetro ha un equivalente in acqua pari a 25 g
(
I
la quantità di calore necessaria
ffiCalcola
oC alla
per portare 500 g di ghiaccio da
-5
temperatura di 20 "C.
*Iiff-E*;
Quando il ghiaccio fbnde, il suo volume
diminuisce (d.hiaccio = 920 kg/m31.
o Calcola:
a) di quanto diminuisce il volume di 1 kg di ghiaccio
durante 1a fusione;
&) quanto ghiaccio è fuso in un calorimetro se la miscela diìcqua e ghiaccio è diminuita di 1,6 cm3;
c) quanta energia termica è stata assorbita dal ghiaccio del calorimetro per fbndere.
;f.;;?:4ff;::;;In
romhiomenti di
stala
93
,ffiFri-.#:Si
riscaldano per 20 minuti 500 cm3 di
acqua a 20 "C per mezzo di un fomello capace di fornire 1000 J/s.
Sapendo che rl 207o dell'energia fornita viene assor-
bita dal recipiente o dispersa nell'ambiente e solo
1'807o viene utllizzata per
il
riscaldamento deli'ac-
qua:
o determina:
a) quanta acqua contiene il recipiente dopo i 20 minuti di riscaldamento;
b) quanto tempo sarebbe necessario per una totale
orizzazione
v ap
de11'
acqua.
caraffa di vetro contiene 1 litro di
bibita analcolica. costituita da acqua e sciroppo di amarena, che si cerca di raffreddare con
1'aggiunta di 5 cubetti di ghìaccio.
ffiUna
' v': str
un catorimerro a ghiaccio si introduce
una sferetta di rame riscaldata alla temperatura di 90 oC e si fondono 12 g di ghiaccio.
o Calcola la massa della sferetta di rame.
t,"É.{4ffi-'s-É?Quanto ghiaccio sarebbe fuso nel calorimetro dell'esercizio precedente, se la sferetta di rame avesse avuto 1a temperatura di 300 "C?
,i;;.;1*t:r'ftÉ'
Quanta acqua sarebbe vaporizzata se la sferetta di rame dell'esercizio n. 15 fosse stata
introdotta inun recipiente contenente acqua a 100 "C?
Sapendo che:
- 1a temperatura deil'ambiente è di 36'C;
- la densità della bibita è di 1,2 kg/dm3;
- il suo calore specifico è circa uguale a quello dell'acqua;
- ogni cubetto di ghiaccio misura 4 cm di spigolo;
estratto dal frigorifero alla tempe- il ghiaccio viene
oC.
ratura di -5
o determina, trascurando il raffreddamento del recipiente e la dispersione nell'ambiente:
a) ta densità della bibita dopo la tisione del ghiaccio:
:r:ii.f-fiffinUn
pezzo di ailuminio avente la massa di
I,5 kg. viene introdotto in un forno e riscaldato a .100 "C. Viene cluindì prelelato e intl'oilotto tn
una vasca contenente 5 1ìtri
di acqua a ll5 'C.
Utilizzando la tabella a tontlo testo calcoia:
a) il r,olume del pezzo d'aliurninio aì1a temperattLla
inìziale di 20'C:
b) il vr--lunre rlei pezzo c1i alluminio a :10(l 'C;
c) 1'enelgia spesa per ri:caldare il pezzo di allumirlìo
b)
oC"
calorimetro contiene ghiaccio a 0
iÉ;W;É{=Un
- '"=41'1'? ?
Vi si introduce un cilindretto metallico,
clui.urta acqtta r aporizza.
:::i=**:;:
'
Una caratfla contiene un litro di una bibita
fatta con sciroppo di ribes sciolto in acqua,
alia temperatura ambiente di 20 "C.
o Volendo raffreddare la bibita a I 0 oC con dei cubetti
di
massa 60 g, alla temperatura di 80 'C, e tale operazione provoca la fusione di 13 g di ghiaceio.
o Di quale metallo si tratta?
ii,
nel forno:
.1) la tenlpeiatula tìnale di eqLrilibrio;
tr)
la temperatura finaie raggiunta.
gralico rappresenta la solidificazione
' , di Iluna
massa di piombo fusa. Sapendo che
i1 calore di fusione del piombo è 26 kJ/kg, calcola
massa de1 piombo che solidifica.
1a
i ("c)
500
di ghiaccio, quanto ghiaccio devo aggiungere?
I1 ghiaccio estratto dal frigorifero ha la temperatura
di -5 "C ed è in cubetti di 2 cm di spigolo.
o Quanti cubetti devo mettere nella caraffa?
Con buona approssimazione, puoi considerare la bibita come se si trattasse di acqua.
400
300
200
'100
(6gniac.;o
= 920 kg/m3)
(cspecifico ghiacci o
(crusione ghiaccio
:
= 2260 J/kg ' "C)
334000 J/kg).
I
269
iils?05ti
i 50!u/1)ill
aaaaaaaaeaaaaaaa.aaaaaaaaaaoaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa.
I
CAPllùL| I
Esercizi
-
-
Ripossiomo insieme
tapitolo
[diretta:
I
3
ftl,zs+aS.
lot *r; 3,5 . l0- ks; 4,325. 106 s;
2.7 . l}-s m2:4.78.
103
ml
y'lt ZzOoOo cm3; 0,0006 m2;425o ml
p t: n.; 21tm;70 km; 4 GW; 3 nsl
. t0-3 g;2. 10ew;4. 10-r2Fl
cm; 0,037;3,7To; Ò Z
0,78Vo;
@tZ. to-er;5'
E
to)
t
103m;7
^rr0,0078;
b) 0,1 m;0,2;20Vo;
c) 2 g; 0,0006:0,06Vo;
[(32,7s + 0,05)m per
e) 3 dm3; 0,0093; O,9o/cl
il
no corrello
gnificative e perché la rnisura rispetta
di 5 cml
di cilre sif incertezza
[0,2 m; 4,7 m; 0,1; (4,7 ! O,t) m; ZVo)
t 0,5) cml
[(280 t 2) mperché ha I'errore relarivo più basso]
(88 14) cm; (4,5 + 0,5) dm2l
(16,0
t(64 t 4) cm; (2,6 t 0,3) dm2l
l(2,50 + 0,01) dml
[(350 t 2) cm;0,6%ol
l(125 !. 4) s; 0,032; 3,2Vol
(138 t l) cm; (7 + O,2) dm2l
[acqua
- d; alcol -
e; alluminio
- al
- b; glice/lrn
_ c;
[quadratica; un arco di parabola; 6; superficie totaie
di un cubol
.
rcl2 ir
lA= -,++ l;l
-12
lrn\ crsa: b =
-
t un ramo di iperblle equilatcra:
i
lati <li un ,.trr,r!oto <1i area l2l
[R = 80 N; a 0,5 m dalla forza di 60 N; nel punto di
applicazione della risultantel
[pende dalla parte più lontana dal punto di sospen_
sione; a) sorreggerla nel punro cenrrale; b1 aggìun_
gere una forza di 6 N diretta verso il basso allÉtre_
mità più vicina al punto di sospensionel
N
10.5 N: - 0.5 N: 12.5 : : 2.5 Nl
m
[196 N;81,7 N]
Idiretta; quadratica inversa]
[6 Nm; antiorario]
[2.] .
-
4,9 N; 40,8
N
;;8,17
[9al N;
0,381
[0,2 N; 0,58]
[5 cm]
_l
2
!J
i
fnella glicerina perché è maggiore la diflèrenza di
+
qua_
v= I enl
4
Nl
^N : 666 N: piombol
10"
I
[7;emergerebbeperi
il barattolo abbia sezione costante]
[no, la capacità è direttamente proporzionale al
z
quadrato dei diametri V =
'i hd'l
[(63,4!0,2) dm3]
[che
I
e spigolo
[4,9 N;
lfno, l'altezza è inversamente proporzionale al
drarodeldiametro
Nm
oppur.
;
*
[1,6 . 10-3 N]
[diretta; 4; quadratica; l]
[inversa, perché il prodotto a .A è costante; infiniti;
I cm,36 cm]'2 cm, 18 cm; 3 cm, 12 cm; 4 cm,
9 cm; 6 cm, 6 cml
feno
P=tng:e:
densità; 567o nell' acqu a; 15 Vo nella glicerinal
[686 000 Pa; zl I I 60 Pa]
[5
cm]
1121425 Pa;81 175 pal
1124e
ks
-al
m
l:
i
,l
27O
Rispwte e soluzioni
CAPiTILI 2
-
hlore
e temperoturo
fest di verifico
Riexi o rispondere?
§
Generalmente per difetto.
kJ; 10465 kJ
llozto
§I funzionamento è basato sui mÒti convettivi: l,aria,
riscaldata dalle candele accese, sale e mette in moto
-
Coprtolo
2
lEI
29
3E
4E
5
6
7
tr
tr
tr
la giostra.
§La
lampadina accesa si riscalda, riscalda a sua volta
APffùL|
l'aria che, salendo, mette in moto la ventola.
Esercizi
I
€rrrrr- hpirolo2
E [6000 cal]
[1 2ss,8 J]
z t904
Jl
E
q 1r0465 Jl
E [41860 J]
e tappeto, essendo a contatto, sono in equie quindi hanno la stessa temperatural
Kr"gno
(
K-uttoni]
p
E
[urt" in legno; trl"gno (( Kuur-inio]
[.or, la veranda, la dispersione termica è maggiore
(Kvetro > K-uuoni)i quando c'è il sole, la dispersione
[
può essere compensata dall'effetto serra]
5
[À,"*no = 9 ' l0-2 "CAV; Ra1 = 1,27 .10 'cnv]
.cnv]
.
[,R.u,o = 1,8 'CAM; Rfin",,.u = 3,8 10-3
IE
che è un ottimo isolantel
liuma d'oca intrappola l'aria che è il
[[!lla
lante
vero iso-
I
@ [i moti convettivi facilitano la dispersione]
EIR= I.98' l0-4 "CN,t:e=3022Jl
-
Copitolo
I
t+s,a'c1
EUl,4litr:,l
[§ tferroJ
[!tz:,s'c1
IN"t 2" caso la quantità di sostanza riscaldata
@lolzzo e; D25 "Cl
l@toz,t "cl
@ tramei
lfltz+z+ Jtkg.cl
VF1t22.4 "ct
-'
@ lso st
@ ttoo eJ
Perché
il
-
toprtolo 3
calore specifico del ferro è minore di quel-
lo dell'acqua.
I Sì, a condizione che non awengano passaggi di stato.
plb, perché si riscalda più lentamente. Mentre a si ri-
oC a 60
"C), A aumenta la
di soli 10 'C (da 2O "C a 30 .C); se
ne deduce che la massa b è 4 volte maggiore della
mas§a a; ttt6 = 4 mo; 20 "C.
Elo= olio; D = acqua, perché l'acqua ha calore speci-
di 40 "C (da 20
sua temperatura
Ieer
conduzione nella caldaia; per convezione nelper irraggiamento dei radiatori.
§Perché l'aria calda è meno densa di quella fredda e
tende a salire, trascinando con sé le particelle solide
che costituiscono il fumo.
@L'alluminio, essendo un buon conduttore di ca-
f intero impianto;
lore, disperde facilmente
I
di verifico
scalda
si; intensivo.
è
doppia della precedentel
Schedo
- la temperatura del frigorifero;
- tendenza all'equilibrio.
esterno.
s1
@ [fenoi
2
oC; lentamente
la torta calda e l'ambiente più
IZOO
freddo raggiungono l'equilibrio termico.
A- lu temperarura del l' ambiente:
f,t
r1
t+oo J/'c; 0,8 kgl
t:o "c;3 kel
§ltt8,+
[[
@lpercne nell'intercapedine tra i due vetri c'è aria,
di verifko
t:zez+oo
lÉtzs,2"cl
IE E minutol
Etl.:.toqJl
Schedo
J/kg'cl
tt,os ' 1o7Jl
r|123.7 "Cl
[marmo
a librio
termico
lp.ot"rione termica:
3
E
E
B tooooo rl
y'ttd"u"l
tr [per i moti convettivi (l'aria calda sale)]
f,l
Copitoh
tzsoo
E
§
-
3-tqffitutermko
.
il
calore nell'ambiente
fico maggiore di quello dell'olio.
§
Perché la velocità
di raffreddamento dipende dalla
differenza di temperatura tra l'acqua calda e l'ambiente, differenza che va diminuendo fino ad azzerarsi al I'equi I ibrio termico.
Rispwte e
Di acciaio,
catore specifico è una grandez za intensiva, perché
dipende solo dalla qualità della sostanza; la capacità
termica dipende invece anche dalla quantità, essendo C = m' c, equindi è ar,;a gSxrdezza estensiva.
Il
I
-
I
perché ha un minor coefficiente di dila-
Volumi uguali perché 57 'C = 330 K.
Test
Cap,itolo
3
di verifko
-
Cop,itolo
1g
1
,,
4
3
6
271
tazione.
I
frr;t di verifica
soluzioni
5
2El
6
3E
4E
5
4
7
I
CAPITùL| 4
I
Riesci
lln
-
effetto del cohre sui corpi:
ls
CAPITùL| 5
dilatozione
Riexi
a rispondere?
o
- I camhianenti di stato
rispondere?
[La
E
fl
§§ Perché la temperatura di ebollizione dell'acqua,
I
sfera, riscaldata, si dilata e non passa più attraverso l'anello metallico;è necessario aspettare che
si raffreddi e ritorni quindi alle dimensioni iniziali.
I tivello si abbassa inizialmente perché, riscaldando dall'esterno, si dilata prima il recipiente di vetro:
t LV = cilindretto del capillare compreso tra B e Ci
o la dilatazione del recipiente;
o la dilatazione apparente del liquido;
a
causa della pressione, è
la cottura.
L acq,ra inizia abotlire.
cdidr§oar'ct."-
§
-
va condensazione sul coperchio più freddo.
Perché la pressione atmosferica è inferiore di quella
a livello del mare.
!!
EIz,s
§lYaporizzazione dell'acqua nella pentola e successi-
liquido.
Copitolo 4
mml
Erts,.',2
*i
!l
§ laccrarol
!trtt,z ^^)
El [r; "*t
§
r
Etzos'cl
[1s
cm:4,6 mml
Etrr.ro-4oc-'l
El
EltZ,t+ atm=216430Pa1
@ [a stessa: 2,14 atm=216430Pa]
[;tz,z
[§
c*31
IE
IE
tsoooo puì
tt,:0 litri a 100
§
tts ooo eal
fi
"c;
1,07
| a20 "C;0,78 atml
tts+sl+ ral
IEtl,z.
Schedo
fl
los Pal
di verifiu
- Copitolo 4
E
!l Il palloncino
si dilata. La densità del gas è dimi-
nuita.
diminuisce.
R
Perché il sudore, evaporando, sottrae alla pelle il
calore di vaporizzazrone, provocando un raffreddamento del corpo.
Perché I'aria è più secca e il vento provvede ad allontanare I'aria umida vicina ai panni bagnati.
Perché l'acqua è più fredda della sabbia, avendo un
maggiore calore specifico e perché evaporando, sottrae al corpo bagnato il calore di vaporizzazione,
raffreddandolo.
Perché il vapore acqueo della stanza condensa sui
vetri della finestra che, a contatto con l'esterno, sono più lreddi.
Il vapore acqueo dovuto all'espirazione dei passeggeri condensa sui vetri più freddi.
La ventilazione allontana il vapore dai vetri e lo disperde nell'abitacolo, ma non lo elimina.
Perché l'acqua, evaporando, sottrae il calore di vaporizzazione alla nostra pelle.
[!
Perché l'evaporazione dell'acqua raffredderebbe rapidamente la superficie delle foglie.
@
Perché la miscela acqua + sale forma una soluzione
2'
s oC- 1;
ottone.
lOmeno di
CHcerina, perché ha un maggior coefficiente di dilatazione cubica.
EII1 coefficiente di dilatazione è uguale per tutti i gas.
EPo"o
§sì,
che solidifica a temperatura di qualche grado inferiore agli 0 "C.
Esercizi
E
E
-
hpitolo 5
ll
lrr ooz ll
troozo
EI [r) ,ir.o;
b) 24 g: c) 31 s]
I.-::@_-
i
a
più elevata e questo facilita
§
la temperatura reale del
Esercii
Perché, essendo minore la pressione atmosferica,
l'acqua bolle a temperatura inferiore e la cottura a
temperatura più bassa richiede maggior tempo.
272
Riweedwioni
!l[òzinco;ounto
Ittz.zs
Etre ci
di
fusione:420"C:b) 40,4 e; c)
16 e]
crn]l
§
!l
Illumina il viso.
ro wm2.
§Nero.
Ztns e;205 el
E t75e r8o Jl
ptl.2keìcryI-lcorpieloluce
in pane; a1 diminuisce di 3 cm:-; c)
dl33ediacqua+167 gdighiacciol
frto»oio
'
tz sst sso r]
Iptte,e
"cl
[p tzr+sro r]
Ei'rc*3;
[p
rr
st
tt t+
0'Ci V Ée'rù'-qfuhZ
e;6ot2rt
E
E
[20
r+ocm;2ocml
!l\z'zs ry o'1251
E[]:ll;i ì m;tz,5cm)
49i; a circa
É ia';1
@t+osl
Étorl
EirrT
E-^^ cm; 30 cm; o'5]
cm3;602cm3;517560
J;100"c;42s)
FEtrlr'zz:-t0"1
@
lattuminlo]
CAPIT1L|
[§
tso sì
Schedo
I
- cop,notos
rerctre se ;l vapore non viene asporrato dau'aspiratore, si condensa sui vetri, che sono la parte più fredda
I'esterno.
ruw,uw
m^-*^
crus=334H/kg).
"
llquldr: una sostanza che'
cne Dore
Ed;r" .cmiscehli due liquidi:
a 65
e acqua.
I Il tratto più lungo corrisponde ad una maggiore
"
- quantità di naftali-ra.
§Condensazione.
]Ip;-.-;^-IBrinazione.
della cucina. essendo in comunicazione con
Iler
(cuur=2257
kJ/kg
vapoizzare l'acqua
luo \uvap
- LLJ t N'Àè
6cm dalla parte verticale]
[E tso'' 11'(cm]
@lo) t+o cm3; D) 25 minutil
[! tr) t,ts kg/dm3; b) 12,6"c]
schedo diverifiu
=
E
E
I
-
Lenti
di verifka
-
e prismi
topitoli 7-8
ff*"-?#ìI:::sTà"#Jn::i'":"""passando
il'; T'ili"Tl"ilJ;:Tff;"1l",jX?ff"T;TJ,
,r-"ti.riu'"i."o*ur,".
:'-^: :'-
l9Ilntrnlto'
I r"."rre tra la maschera
(o lo scafandro) e gli occhi
c'è uno strato di aria'
E Doppia distanza focale.
I La luce colorata si ricompone in luce bianca.
E Lente divergente.
pl-o specchio deve essere alto 88 cm e sistemato a
85 cm da terra.
flCondensazione del vapore acqueo e successiva solidificazione.
Test
di verifka
-
Cop,itolo
5
lEI
zEl
3E
5II
6 El
zEl
SE
4E
fest di verifico
APfflL|6-Luceecolori
Schedo
di verifka
-
hprtolo 6
I
N".u, perché la luce rossa viene completamente as-
fl
Soprattutto perché diffondono la luce.
sorbita.
j:f;
-
Coprtoli 7-8
1E
6E
3E
4E
5E
8ltr
2El
7g
elI
10
El
t
I
296
Rispasteesoluzioni
Tut diverifico
r.E
I
t
-
toprtolo
/
kucizi di riEilogo
4.El
2,.f,
s.§
i
s.
Esercizi
-
tapitolo
§
p trro; la rettanon passa per l'originel
El t"lO che lo studente ha riporrato sull,asse delle ordisostunze:
lo
E
gli spigoli a, b, c con un righello;
[ l*iru.ure
. .
V=
§
E
fl
§l
a b c. Misurare la massa m con la bilancia.
y'1z,tz
mlfl
gt"m31
pu portutu del rubinetto; portata 20 cm37sl
=
t*y = rzl
iqueiio di lato I2j
]1z,lot 0,05) g/cm3; ailuminiol
peos
kg/m3; alluminiol
E t::s el
E rrs,sr i o,o8) g/cm3; ottonel
;o,sz gt"m31
El tz,l g/cmi; incerte zza 2vo:al luminioJ
El p qoo kglm3 ; 2,4 g/cm3; no; pesandolo
nate non è la temperatura T, ma I - Ze, cioè l,incre_
mento AZ della temperatura. euesto, infatti, è pro_
porzionale alla durata t del riscaldamentol
_
!I
densitù
I
calcolare la densità come
CapitoliT-8
E [;',=;]
o.E
CAPlTùlÌ I - Una corutteristku delle
&
É
-
[
p
e dividendo
la massa per la densitàl
dt+,Zcm3; per sposramento di liquidol
@
1rs+,s tg1
tquello d'argenro; 3,881
ISOO cm3;700 C;7 kgl
Ztz,z1
toz rst
§
plr+st kg/m3l
IE ptrt tl-l
I
,
É
Ivtn--rt
IE
fi'equazione dimensionale non cambia, perché non
sono cambiate le gratdezze, ma solo le unità di mi_
sural
Elto cml
El totio, sughero, legno,
El fo,zs s:1,24 kg/m3l
IE ttzo g; l8o gl
Schedu
E
I
di verifiu
-
tapitolo
I -le
forze
kucUi-topitolog
Il
["m* 2 . lo-e N]
I
tt,o mlszl
14
nls2l
t15 800 kml
resinal
[5,85 . 104 N]
t1,67 . l0-7Nl
[2 . l02o N]
la kel
[294 N; 291 N]
I
[60 kg]
direttamente; densità
intensiva, perché non dipende dalla quantità di sostanza presa
tAPlTùLÌ
in esame
[2,86 kg]
[s10 N]
[306 g]
f,t no, ha unità di misura, perché la densità relativa
non è una grandezza, ma un numero, essendo il rap_
N/m3;p5,",. = 7,861
460 N/m3; ps,,,.=2.7)
p ciiminuisce
§ mercurio, acqua, olio
§lle altezze sono uguali
y'le altezze sono diverse;
alluminiol
porto tra due grandezze omogenee
olio (fr*"r.i*u)
Test
1.
di verifka
El
2.9
-
hpitolo
I
5.8
6.E
3.E
7.
4.
s.
[I
mercurio (à-1ni-), acqua,
El
El
Risposteesoluzioni
E -:,
f
@fYs
CAPtt}Ll l0
-
cm: 2l cml
N; quadruPla, cioè 1500 Nl
o
Riexi
-
Forze
297
ed equllihrio
rispondere?
1. 70N
Schedo
E
di verifico
-
CoP'rtolo
I
dalla posizione del corpo rispet-
1"";ffi?lidipende
(kg); c (m3); -; c (Nim); s (kg/m3); s (N/m3)
densità = massa/voOJ;." tr""ifico = peso/volume;
p
E
c (m); c
I
-
resta uguale
i Ft=k2tnr'?m'z+F=Ft
,=k^rl,o
4d"
d2
E f,Ii.Tf i:,r#;"..3"XJ, ?'lÌ;?"#.'l:i .t:sflis
caso)
con costante elastica elevata, perché si deforma meno usando masse Pesanti
12 cm- oerché ogni molla si allunga di 6 cm
I
nerché la forza si distribuisce sulle due molle,
asendo per 5 N su ciascuna di esse
ii.ecipràco oetta costante della molh' È più rigida
!t
El
a
É
H .-.
p
f
lamollacontmaggiore,cioè
mollaB.Seka
E
ff,r#yf
Test
di verifico
=k*
ks=3k
7p;!i;?,1
-
EB
ffi
10.
4"*
kerdn di riepilogo
I
-
C *r,a-Coprtolo lo
fl rzsoNlNI
§
EI
Izs
r4o Nr
E
to,r N; o N; 0,4 N; 3o el
E
HJ::ltH,T,i
Ir, = 104 N; Fr = 120 Nl
El tl386Nl
minorel
I tS N a L2 cmdi distanza dallaforza
§ l! N:60 cml
El t6 Nl
c)
E r}*Jr:":"Jr:fltT:"iD) ra risurtante è nurra;
o' il pendolo non è in equlibrio;
tr
@
[!
t+o Nt
tz,s Nl
[! t"i 7 N; b) a24 cm dal Peso di 3 N]
EttoN;6Nl
tr
7. tr
8. tr
9. tr
tr
4.#
-
di forza, si arlunga di
6.
3.ffi
r.
minore,quindila
topitolo 9
1.m
'r
"tà
f,
2. 10N
3. 50 N (calcolato con il teorema di Pitagora)
4. acuto
Cop'rtolo 9
tzzoo kg/m3; alluminio]
Eltr=5,5 N/ml
El to,s ke;5 7N; 2646oNtm3;2,7;2,11
lltz,+. to- Nt
§ 1: t,: cml
l§l9,tso,t"1
Zrcq,S e;0,64 N: 8 cm; 32 N/ml
El tzs cml
pl2,qcm;4 mml
IE tts cm;7.5 cm:6 Nl
E tzs cm: l6 N/ml
E [&=o,el
U'2
-l
El Itz cm; 9,8 N/m; 120 g;0,294 Nl
BfZ+ cm; 12 cm; 6 cml
@ ttsoNt
E
tu SO cm dalle cassel
antiorarial
EE t+ N ' m; rotazione
E[ t3o'l
@ [5 massel
1o masse; b) oPPostel
N; b) 75 kg; c) Poco Più di 6o"l
750
t">
ffllò
@
[§
[!
t:sz Nl
t+8 ksì
frt+O N orizzontale;44 N; 54 N; nol
fflto> 2oo N; b) 115 Nl
[[
[restu in
F11
"Quilibrio:
= 0,36 N; F, = 1,2 N; F" > Frr]
EE ts77 Nl
baricentro; G si trova sulla diaEE tO non coincide col
- gonule del quadrato centrale, a 20 "12 cm dal vertice esterno]
@tt,l N ' m; rotazione antiorarial
E tr, = 86,6;N;FaFa= loo2ooNlNl
@lr.= 115
[§ tzs': Nt
=
@ Ia ZS cm dall'estremità
sulla quale siede rl tagazzo
più grandel
§/
EEI
quello più
llt rug*ro più piccolo ad una estremità;
grande a 1 m dall'altra estremitàl
tr, = 12 N; Fz = 16 Nl
{
296
Risposte e soluzioni
Test
di verifko
-
tapitolo 7
1.
4.8
s.§
o.P
E
2.fl
*-
É
s.
APfiùl| I
§
- Uno corslterislica
delle sostonze:
I
El
la
densitù
I
calcolare la densità come
§
A
§
a ' b c. Misurare la massa m con la bilancia,
9"
Z
§l
ml'fi
31
I
g/cm3; incerte zza
2Vo
;
alluminiol
Éltz+OOkglm3;2,4 g/cm3; no; pesandolo e dividendo
la massa per la densitàl
1
I
ft
ur]
E
trut
['equarione dimensionale non cambia, perché non
sono cambiate le grandezze, ma solo le unità di misural
@ 1o cmi
El
IE
E
[otlo, sughero, legno, resinal
to.zs s; t,24kgtm3l
ttzo e; l8o el
Schedo
I
fl
§
di verifiu
-
topitolo
altezze sono uguali
altezze sono diverse; mercurio (à6n1-), acqua,
olio (à.u..i*u)
[queìlo di lato l2l
t<z,lo t 0,05) g/cm3; alluminiol
P aos kg/m3; alluminiol
[
E
o,o8) g/cm3; ottonel
tg1
1rs+,s
tquello d'argento; 3,881
IE
tsoo cm3; 700
CAPITùL| 9
-
s;7 kc)
Le forze
*na-hpitolog
E ["t"u2.10-eN]
E tr,e "vrl
E t+"y.1
E [rssoor-l
E rs,ss . lo4 Nl
E tr,oz ' to-7 Nl
lltz.lo:u
Nl
tgi
@1zs+N;29r Nl
tootel
El
t+
IE tz,so r.el
lE tsroNt
E
t:oo et
E
t: tg,29,5 N;p57,,. =77028N/m3;p5o,. =7,561
E!
V
r,O:O kg; 10,2 N; pr^,. = 26 460 N t mi ; p 5,", =
tz,oq kg; 4,08 kgl
IE
1:,s0. lo22Nl
1
E
tp. tp. assoluto;
@lz"^;17,8 cml
27
lf,wo=2Kal
4VOg; 10cm;2,5
00 kg/m3 ;alluminiol
N/ml
@pecm;18cml
fest di verifim
1.E
2.8
3.E
4.
[I
-
Copitolo
l'origine]
I[
I
direttamente; densità
intensiva, perché non dipende dalla quantità di sostanza presa in esame
non ha unità di misura, perché la densità relativa
non è una gtandezza, ma un numero, essendo il rapporto tra due grandezze omogenee
diminuisce
mercurio, acqua, olio
I
p
§lle
y'le
passa per
El t::s et
E «s,sr t
1o,az glcm31
fZ
I"o; la retta non
f"iO che lo studente ha riportato sull'asse delle ordinate non è la temperatura T, ma T - Ts, cioè l'incremento AZ della temperatura. Questo, infatti, è proporzionale alla durata r del riscaldamentol
pu po.tutu del rubinetto; portata = 20 cm3/s]
E r..., =,:r
[ [-iro.ure. gli spigoli a, b, c con un righello;
tQlrl,,tz
CopitoliT-8
riepilogo
rr [1..,-{l
- lz''- z)
EsercAi-CapiroloS
V=
-
kucizi di
[[
I
to cml
TEtzs cm; l2 N/ml
5.8
6.E
7.
El
E.E
@tzzcm)
Nr*j
EZ ts,::
@1o,zs N/m;2Nl
EE to
c*;
2 em; 14,4
EE tt,s cm;2,5 mml
Nl
2,7
1
298
Rispwteenluzioni
Schedo
di verifico
-
10. serve alf immersione quando viene riempita di acqua; per emergere la camera viene svuotata facendo
CEitolo lA
massima (20 N) quando le forze sono concordi; minima (0 N) quando le forze sono opposte
no, perché la R-iniru.
totze sono opposte,
dma, quando le forze
ll
E
_
vale l0
§
I
N
perché è maggiore
il braccio della forza
appoggiandolo in bilico su un righello disposto di
taglio
che non sia omogeneo
perche h parte inferiore è appesantita da pallini di
piombo. Il baricentro è in basso probabilmente alI'altezza limite della zona più scura
§
!
defluire l'acqua
e
Eserdi
-
ll
Capitolo
E frl 363 Pa. b) I81,5 Pa; c)726Pal
EIezoseul
pul
E tssoo
- to7 pal
lltz
§
§l
lz:s st
ltsztz
Pa; 70000 Pal
fIt-ss,zs,1
Test
di verilico
1.8
2.8
3. If
4.E
5.E
CAPffùL| I I
Riesci
o
-
tapitolo I 0
6.E
7. E
8.E
e.E
ro.E
r.E
12.E
É.E
14.E!
- Pressione ed equ,ilihrio
rispondere?
1.. la pressione varia
2. diventa Pl4
3. la cannuccia contiene
aria; aspirandola diminuisce
la pressione all'interno de11a cannuccia e il liquido
4.
7.
8.
9.
viene spinto in essa dalla pressione atmosferica che
grava sulla superficie libera del liquido
quando si comprime la ventosa, l'aria che si trova
tra la ventosa e il muro viene allontanata; così all'internodella ventosa si ha una pressione minore di
quella esterna (pressione atmosferica) e questo
spinge la ventosa verso il muro. Se la superficie è
ruvida, la ventosa non aderisce bene al muro e l'aria
riesce a introdursi nuovamente nella parte interna,
tra ventosa e muro
I'aria secca ha densità 1,29 kg/m3; mentre it vapore
acqueo ha densità 0,6 kg/m3. Pertanto I'aria umida,
ricca di vapore acqueo, pesa meno di quella secca e
la sua presenza nell'atmosfe{a porta ad una pressione più bassa
perché la membràna del timpano è collegata con
l'estemo da entrambi i lati (direttamente attraverso
la cavità orale). Su entrambe le facce grava allora la
pressione atmosferica e la risultante della forza che
questa esercita sulla membrana è nulla
galleggiano, perché internamente sono cave e la
densità media è minore di quella dell'acqua
a pieno carico, la densità aumenta e quindi la nave
emerge di meno
per emergere i pesci riempiono la vescica natatoria
di ossigeno e altri gas, per inabissarsi la svuotano
E t:sooopujpul
E Ir soo
IE rrszzNt
[
[l
1+SO
Pa;2340Pa]
;0"u" appoggiarlo sulla faccia di maggiori dimen-
sioni, perché, aumentando la superficie d'appoggio,
diminuisce la pressione; 630 Pal
IE tNo' (p = 7 840 Pa)l
[gtrVz,zs kg; 600 kg/m3; 104 Nl
E Lo,r8 N;0,18 Nl
B fo,gz atm = 9,33. 104 pal
E to,ro atm = 16 z6tPal
.
IE tto atm=
E
EE rro,::
[
lo6
1,013
Pa1
totz *rn1
*l
1t,ot: . 10s Pa e 1,o52 '
t05 ra1
4Lzv,e *)
lplrzss kg/ml
14 t"14,9 N; a) 4,21 N; c) 4,4 Nl
7E PO,qcm3;
10 000
kg/m3l
EE talluminiol
Ul+delvorume]
EE ts.s cml
EE tzo cml
EE Ilo 664Pae
15 995 Pal
EII tt ooz Pa oppure
1 416
Pal
EE tso cml
EE tr ooz pul
?ELezzt pul
§§ lzsAo Pa;382Pa;
191 Pal
EE too cm;256okglm3l
§! It 24500Pa;2500 kg/m3l
Pa;271424 Nl
$f toose+o
§!l [poco più di 2 mml
-;
EE tz
I
*t
lroNt
EE ttsooo Pa; 17 N;4,8 cml
EE tao
-l
ì
Risposte
r,/lt 11,25 dm3l
E
E [180000 Pa]
lferrol
&
g N;4 N; 5 N; 69 N;0,42 Y]
[5
7,til t750 kg/m3l
E
7,?!t
Y
E
E
dtt
a
p".o=spinta; V 6g= %n,'4"quu'8
§
4900 Pal
-E 1667 ketnfl
E
[500 kg/m3; legno]
.
Pa; 125 crrh
EA
t [2 rcs Pa; 8 ' 105
Efr [3:
E
-
Etlt
[1,02 . 10s Pa; 1,5 cm; 900 kg/m3]
t
El:t [5 atm]
o
@
@
I
di verifko
-
Copitolo
p
t" Uott",
-
dall'oggetto sul palmo della mano. La biglia, pur
essendo più leggera, ha una superficie d'appoggio
molto più piccola e quindi esercita una pressione
maggiore del polistirolo
salendo in superficie, diventano più_grandi
perché diminuisce la pressione esercitata dall'acqua
cle d appogSlo
spinto
1'aria e
il liquido, la pressione all'interno
del recipiente diminuisce e la pressione atmosferica
estema 1o schiaccia
fest diverifica
ta donna perché è notevolmente minore la superfi-
verso I'esterno
= 600 kg/m3
tgi*'
@ aspirando
ll
@ A, perché il liquido nel manometro viene
'l
sulla loro superficie
[367 cm3l
[3 mm;5 mm]
[2500 kg/m3; marmo]
[2,45 N; 0,9 N;0,72 N]
Schedo
= 1000 ke/m3
I
§
-
El.
@
zooo
'# v
perche l'acqua del mare ha maggiore densità' quindi è maggiore la spinta che il corpo riceve
percne soppesando un oggetto con la mano, Vittorio
ha stimato non la massa, ma la pressione esercitata
32 ctt?1
1]
Én
di Archimede
è maggiore. essendo maggiore la densità dell'acqua
e quindi la splnta
4'o'u
-v'5
1os Pa]
EÉl t17 150 Pa;
il principio
5=
129322Pal
t10s8 ke/ml
[10 ]; sì;4,8 atm]
[2.
§
p
esoluzioni
-
hpitolo
ll
1.m
5.
ffi'-:
6.
I
-'
+€
3.ffi
4.m
7.
tr
g
tr