Esame fisica
Salve a tutti! sono steffie una nuova iscritta, potete darmi una mano?
oggi ho fatto un esame scritto di fisica (sono iscritta al primo anno di biotecnologie) nel caso l'avessi passato giovedì dovrei fare l'orale dove mi chiederanno di commentare il compito
potete dare un occhiata grazie mille
Una massa è lanciata orizzontalmente da un'altezza h = 10 m e tocca terra avendo percorso una distanza orizzontale x = 14 m.
Calcolare il modulo della velocità iniziale e disegnare la traiettoria della massa
Calcolare modulo, direzione e verso della velocità con cui la massa tocca terra.
N.B. Si supponga trascurabile la resistenza dell'aria.
Una massa risale lungo un piano inclinato di 45°. La velocità alla base del piano è v = 10 m/s, la massima altezza, raggiunta dalla massa è h = 4,5 m.
a- Calcolare la percentuale di energia meccanica dissipata lungo la salita,
b- Calcolare il coefficiente di attrito dinamico tra massa e piano.
Un condizionatore d'aria sottrae una quantità di calore di 10 J all'ora ad un
ambiente intemo che si trova alla temperatura di 18 °C, mentre la temperatura dell'ambiente esterno è di 40C.
Supponendo che si tratti di una macchina di Carnot calcolare:
a- la quantità di calore ceduta all'ambiente esterno in un'ora;
b- il consumo orario di energia.
Una pompa collegata alla base di un tubo di sezione costante deve fornire una pressione tale da fare giungere l'acqua ad altezza, di 30 m, con velocità v = 10 m/s e pressione P = 101 kPascal. Si trascuri la viscosità dell'acqua
a- Calcolare la pressione della pompa in Pascal,
b- Calcolare la pressione della pompa in atmosfere e in cm di mercurio.
Un elettrone ( carica q =- l,6xlO-19 C ), in moto con velocità v = 2xl07 m/s diretta lungo l'asse x positivo entra in una regione di spazio dove agisce un campo magnetico uniforme di intensità B = IO-2 T, diretto lungo l'asse z positivo,
a- Determinare modulo, direzione e verso della forza agente sulla carica nell'istante in cui la particella entra nel campo magnetico,
b- Dire in quale piano si muove la particella e con quale tipo di moto,
c- Calcolare il lavoro fatto dalla forza magnetica dopo un intervallo di tempo di 10 s. N.B: Si trascuri il peso dell'elettrone.
Risposte
esercizio elettrone:
a) modulo forza |F|=qvB (v e B sono perpendicolari). La direzione è lungo l'asse y (prodotto vettoriale!) e il verso è quello delle y positive (carica elettrone negativa!).
b) il piano è quello xy. Il moto è circolare uniforme.
c) L'unica forza agente sull'elettrone è la forza di Lorentz. Essa è sempre perpendicolare allo spostamento quindi il lavoro è 0.
a) modulo forza |F|=qvB (v e B sono perpendicolari). La direzione è lungo l'asse y (prodotto vettoriale!) e il verso è quello delle y positive (carica elettrone negativa!).
b) il piano è quello xy. Il moto è circolare uniforme.
c) L'unica forza agente sull'elettrone è la forza di Lorentz. Essa è sempre perpendicolare allo spostamento quindi il lavoro è 0.
Intanto vediamo il primo.
Come sai l'equazione della traiettoria si trova facendo questo sistema:
${(x=v_0t),(y=h-1/2gt^2),(y=0):}=>y(x)=h-1/2gx^2/v_0^2=>h=1/2gx^2/v_0^2=>v_0=x\sqrt{g/{2h}}$
Per trovare poi l'intensità velocità all'atterraggio, basta che ti accorgi che la velocità lungo x rimane sempre costantemente uguale a quella iniziale, per quanto riguarda quella verticale invece, puoi utilizzare la conservezione dell'energia meccanica e trovare:
$v_y=\sqrt{2gh}$
quindi:
$|v|=\sqrt{2gh+{x^2g}/{2h}}$
L'angolo si trova in vari modi, di cui adesso me ne viene in mente uno. Sapendo che la velocità è sempre tangente alla traiettoria:
$y'(x)=-x/v_0^2g=>tan\theta=-x/v_0^2g=>\theta=\text{arctan}(-x/v_0^2g)$
se con $\theta$ si intende il valore dell'angolo formato dalla velocità con il semiasse positivo delle ascisse.
Come sai l'equazione della traiettoria si trova facendo questo sistema:
${(x=v_0t),(y=h-1/2gt^2),(y=0):}=>y(x)=h-1/2gx^2/v_0^2=>h=1/2gx^2/v_0^2=>v_0=x\sqrt{g/{2h}}$
Per trovare poi l'intensità velocità all'atterraggio, basta che ti accorgi che la velocità lungo x rimane sempre costantemente uguale a quella iniziale, per quanto riguarda quella verticale invece, puoi utilizzare la conservezione dell'energia meccanica e trovare:
$v_y=\sqrt{2gh}$
quindi:
$|v|=\sqrt{2gh+{x^2g}/{2h}}$
L'angolo si trova in vari modi, di cui adesso me ne viene in mente uno. Sapendo che la velocità è sempre tangente alla traiettoria:
$y'(x)=-x/v_0^2g=>tan\theta=-x/v_0^2g=>\theta=\text{arctan}(-x/v_0^2g)$
se con $\theta$ si intende il valore dell'angolo formato dalla velocità con il semiasse positivo delle ascisse.
Per il secondo invece:
$1/2mv^2=mgh+x=>x=(1/2v^2-gh)m=>%=x/K_i\cdot100={v^2-2gh}/{v^2}\cdot100=(1-{2gh}/{v^2})\cdot100=11.8%$
Poi sai che quella frazione di energia persa è dovuta al lavoro che l'attrito fa sul blocco, quindi:
$x=\mumg\cos\theta\cdoth/\sin\theta=\mumgh\cot\theta=>\mu=x/{mgh}tan\theta=(v^2/{2gh}-1)\tan\theta$
$1/2mv^2=mgh+x=>x=(1/2v^2-gh)m=>%=x/K_i\cdot100={v^2-2gh}/{v^2}\cdot100=(1-{2gh}/{v^2})\cdot100=11.8%$
Poi sai che quella frazione di energia persa è dovuta al lavoro che l'attrito fa sul blocco, quindi:
$x=\mumg\cos\theta\cdoth/\sin\theta=\mumgh\cot\theta=>\mu=x/{mgh}tan\theta=(v^2/{2gh}-1)\tan\theta$
grazie per l'aiuto questi tre sono corretti ho ottenuto la stessa percentuale per il secondo quello in cui ho avuto più problemi è il terzo quello del condizionatore ho ottenuto valori strani e poi cosa intende per consumo orario di energia?
3)
Qc = calore prelevato dall'ambiente freddo
Qh=calore ceduto all'esterno
L=energia (lavoro) assorbita dalla macchina
se r è il sendimento:
r=1-Tc/Th=0.07 (rendimento di Carnot)
inoltre
-Qh+L+Qc=0 (bilancio del ciclo)
e
L=r*Qh (forse qua sbaglio, non mi ricordo più... forse era L=r*Qc... controlla tu ed eventualmente modifica le formule successive).
da cui
Qh(-1+r)+Qc=0
cioè
Qh=Qc/(1-r)=10.76 J/h (calore ceduto all'esterno)
Quindi
L=0.76 J/h (energia assorbita)
Tutte le quantità sono state considerate positive.
Qc = calore prelevato dall'ambiente freddo
Qh=calore ceduto all'esterno
L=energia (lavoro) assorbita dalla macchina
se r è il sendimento:
r=1-Tc/Th=0.07 (rendimento di Carnot)
inoltre
-Qh+L+Qc=0 (bilancio del ciclo)
e
L=r*Qh (forse qua sbaglio, non mi ricordo più... forse era L=r*Qc... controlla tu ed eventualmente modifica le formule successive).
da cui
Qh(-1+r)+Qc=0
cioè
Qh=Qc/(1-r)=10.76 J/h (calore ceduto all'esterno)
Quindi
L=0.76 J/h (energia assorbita)
Tutte le quantità sono state considerate positive.
grazie mille goblyn
sbagliavo impostazione delle formule e mi veniva il calore ceduto minore di quello assorbito la formula è L=r*Qc
grazie ancora
sbagliavo impostazione delle formule e mi veniva il calore ceduto minore di quello assorbito la formula è L=r*Qc
grazie ancora
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo