1

ESERCIZI SUL CAPITOLO

Forze e grandezze

fisicheSERIE 2

2

ESERCIZISULLA MASSA

VOLUMICA

3

È più denso un liquido di massa 5 kg e volume 5,5 dm3, oppure un altro di massa 7 g e con volume 8 cm3?

ESERCIZIO MV 1

11 3 3

1

m 5 kg kg = = =0,9091

V 5,5 dm dm

22 3 3

2

m 0,007 kg kg = = =0,875

V 0,008 dm dm

4

Un corpo di 4800 mm3 ha una massa di 1,2 hg. Calcola la massa volumica in kg/m3 e in g/cm3.

ESERCIZIO MV 2

-6 3

3

3

3

kg25'000

m

m 0,12 kg = = =

V 4,8 10 m

1000 g25'000

1'000'000 c

g

mm25

c

5

ESERCIZIO MV 3

Usando la tabella delle masse volumiche (Scheda 7) scopri di quale sostanza è fatto un oggetto la cui massa è di 3,864 kg e il volu-me di 0,56 dm3.

3 3

m 3864 g g6,9

V 560cm cm Zinco

6

ESERCIZIO MV 4

Usando la tabella delle masse volumiche scopri di quale sostanza è fatto un oggetto con Fp = 26,36928 N e V = 300 cm3.

3 3

m 2688 g g8,96

V 300cm cm Rame

pp

F 26,36928 NF mg m 2,688 kg

Ng 9,81kg

Un corpo di 4,5 kg ha una massa volumica di 7,2 kg/dm3. Si determini il suo volume.

ESERCIZIO MV 5

3

3

m m 4,5kg = V 0,625dm

kgV 7,2dm

7

Si stimi la massa dell'aria contenuta nel-l'aula di fisica sapendo che la sua massa volumica è di circa 1,2 kg/m3

ESERCIZIO MV 6

33

m kg = m V 1,2 200 m 240 kg

V m

8

99

ESERCIZISULLA

LEGGE DI HOOKE

Robert Hooke (18.7.1635-3.3.1703)

Calcola la forza esercitata da una molla con costante k = 70’000 N/m e un allungamento di 12,5 cm.

ESERCIZIO LH 1

NF k x 70' 000 0,125m 8'750 N

m

10

Calcola l'allungamento di una molla con co-stante k = 72 kN/m se la forza esercitata è di 3’250 N.

ESERCIZIO LH 2

3' 250 NN

72' 00

FF k x x 0,045 m

k 0m

11

Una forza di 3,5 N applicata ad una molla la allunga di 5 mm. Calcola il k della molla.

ESERCIZIO LH 3

F 3,5 N NF k x k 0,7

x 5 mm mm

12

Calcola il k della molla del grafico.

ESERCIZIO LH 4

1 3 5 7 9 11 13 15 17

F, [N]

x , [cm]

1

3

5

7

F 5,5 N Nk 0,393

x 14cm cm

13

14

La tabella mostra dei dati sperimentali dell'al-lungamento di una molla in funzione della for-za applicata. Calcola la sua costante elastica in N/m ricavandola dal grafico.

ESERCIZIO LH 5

Forza (N)

All. (dm)

0,013

0,035

0,020

0,056

0,024

0,078

0,037

0,110

Forza (N)

All. (dm)

0,041

0,131

0,045

0,147

0,050

0,165

0,059

0,193

15

Una molla d'acciaio si accorcia di 0,1 cm se compressa con una forza di 100 N. Se un'auto del peso di 12’000 N scarica a terra il suo peso tramite 4 di tali molle, di quanto si accorcia ciascuna molla? E se sull'auto sal-gono cinque persone del peso di 800 N cias-cuna?

ESERCIZIO LH 6

16

ESERCIZIO LH 6

1

F 12' 000 Nx : 4 3cm

Nk 1000cm

2

F 16' 000x : 4 4cm

Nk 1000cm

100 N Nk 1000

0,1 cm cm

17

Un disco la cui massa è 2,00 kg, è lanciato da una molla. Quando la molla è allungata di 0,6 cm, l'accelerazione del disco è 0,10 m/s2. Calcola il k della molla.

ESERCIZIO LH 7

NF ma 2 kg 0,1 0,2N

kg

F 0,2N NF k x k 0,33

x 0,6cm cm

18

Quanto vale l'allungamento di due molle ugua-li di costante elastica 0,4 N/cm e di peso tra-scurabile cui è applicata una forza di 10 N, se esse sono poste dapprima in serie e poi in pa-rallelo?

ESERCIZIO LH 8

19

ESERCIZIO LH 8

x1

x2

pF

2mF

1mF

In verità la mol-la superiore si allunga un po' di più poiché deve sorreggere anche la molla inferiore.

serie

F 10 Nx 2 2 50cm

k 0,4 N /cm

20

ESERCIZIO LH 8

1mF

2m

F

pF

x3

Per il Io principio della dinamica: F 0

21

ESERCIZIO LH 8

parallelo

5 Nx 12,5cm

0,4

m m pF F F 0

pm p m

F 10 N2F F F 5 N

2 2

Siccome le due molle sono uguali si ha

22

Un corpo di massa 5 g e volume 12 cm3 è immerso in acqua ed è attaccato ad una molla, ancorata al fondo, di costante elastica 0,006 N/cm. Calcola la differenza di lun-ghezza della molla rispetto al caso che il sistema si trovasse in aria.

ESERCIZIO LH 9

23

ESERCIZIO LH 9

aria

è unacompressione

k x m g oggetto

oggettoaria

m gx

kN

0,005 kg 9,81kg

8,175 cmN

0,006cm

molla pesoF F 0Equilibrio in aria:

pF

mF

24

ESERCIZIO LH 9

acqua acqua oggetto oggettok x V g m g

acqua oggetto oggetto

acqua

33

V m gx

kkg N

0,001 12cm 0,005 kg 9,81cm kg

= 11,45 cmN

0,006cm

molla Archimede pesoF F F 0

Equilibrio in acqua:

mF

pF

AF

L’oggetto è meno denso dell’acqua

2525

ESERCIZI SULL’ATTRIT

O

26

Un ragazzo deve spingere una cassa di 1000 N di peso. Sapendo che il coefficiente d’attrito radente vale 0,25, quale forza deve eserci-tare?

A,r r premF F 0,25 1000 N 250 N

ESERCIZIO FA 1

27

Determina la forza di distacco di un corpo di 4 kg di massa con coefficiente d'attrito sta-tico di 0,35.

A,s s

NF mg 0,35 4 kg 9,81 13,73 N

kg

ESERCIZIO FA 2

28

Se un corpo di peso 1000 N striscia su una superficie piana sotto l'azione di una forza di 80 N, quanto vale il coefficiente d'attrito ra-dente?

A,rA,r r p r

p

F 80 NF F 0,08

F 1000 N

ESERCIZIO FA 3

29

Una cassa è spinta a velocità costante su un pavimento. Se il peso della cassa è 8 volte maggiore della forza di attrito radente, quan-to vale coefficiente di attrito?

A,rA,r r p r

p

F 1NF F 0,125

F 8 N

ESERCIZIO FA 4

30

pesoF

A,statF

peso

NF mg 1,8 kg 9,81 17,66 N

kg

A,s s premF F 0,35 50 N 17,5 N

Un corpo di m = 1,8 kg è spinto contro una parete verticale da una forza F = 50 N.

Determina se esso scivola via sapendo che il coefficiente d'at-trito vale 0,35.

ESERCIZIO FA 5

31

Un corpo che pesa 9000 N è fermo su una salita che ha una pendenza di 30. Qual è il coefficiente d'attrito statico?

A,sF

PF

accel .F

accA,s .equilibrio : FF

s peso peso.F cos F sin

s cos sin

s

sin0,5774

cos

s premente accel .F F

ESERCIZIO FA 6

32

Una cassa di 60 kg è trascinata a velocità costante su un piano orizzontale mediante una fune inclinata di 30° rispetto al piano. Se la forza applicata alla fune è di 200 N, qual è il valore del coefficiente di attrito radente?

FF

FA,r F//

F

Fp

ESERCIZIO FA 7

33

Nella direzione orizzontale: equilibrio dinamico (I PdD)

A,r r premente

rpremente

200 N cos 30F

0,

F FF

F3545

488,6 N

Trovo la forza premente:

premente p FF F F mg F sinN

60 kg 9,81 200 N sin30 488,6 Nkg

ESERCIZIO FA 7

34

Lo scopo dell’uso della ruota è che l’attrito che oppone all’avanzamento è minore sia di quello statico sia di quello di strisciamento. Ma allora come fa a “tenere la strada” se il suo attrito è piccolissimo? L’attrito di rotolamento è piccolissimo ma non è quello che impedisce alla ruota di sbandare. Ciò che mantiene la ruota in carreggiata, è l'attrito statico che non permette quindi all’auto di anda-re a destra o a sinistra rispetto all’avanzamento.

ESERCIZIO FA 8