Esercizi di fisica per la 3G

Moto armonico

  1. Una massa di 0,5 kg è attaccata a una molla con costante elastica 200 N/m. La massa viene allontanata di 0,1 m dalla posizione di equilibrio e poi rilasciata. a) Qual è la frequenza angolare del moto armonico? b) Qual è l’energia potenziale massima immagazzinata nella molla? c) Qual è la posizione della massa dopo t = 0,1 s? [20 rad/s; 1 J; -0,0416 m]
  2. Un pendolo semplice è costituito da una massa di 1 kg legata ad una corda di lunghezza 2 m; viene spostato di un angolo di 15° dalla verticale e lasciato andare. a) Qual è il periodo del pendolo? b) Qual è l’energia potenziale massima quando il pendolo è spostato di 15°? [2,83 s; 0,669 J]

Moto relativo

  1. Un aereo si trova 50 km a Nord rispetto a Torino e sta viaggiando con una velocità di 950 km/h rispetto all’aria in una direzione che forma un angolo di 35° verso Est rispetto alla direzione Nord. Supponi che un vento con velocità 15 m/s soffi in direzione Sud-Est. Calcola la velocità dell’aereo rispetto al suolo e la sua posizione dopo mezz’ora ora di volo. [261,70 m/s 51,76°; 291,54 km E 420,00 km N]
  2. Una barca sta navigando con una velocità di 4 m/s rispetto all’acqua. La barca deve attraversare un fiume, ma c’è una corrente che scorre da Ovest verso Est con una velocità di 2 m/s. La larghezza del fiume è di 150 metri. a) Calcola l’angolo che la barca deve mantenere rispetto alla direzione Nord per approdare sull’altra riva in un punto posto di fronte al punto di partenza. b) Calcola il tempo di attraversamento sapendo che la larghezza del fiume è di 150 metri. [N 30° O; 43,3 s]
  3. Un’auto si muove lungo una curva circolare di raggio R = 50 m. Un passeggero ha appeso un peluche di massa 25 g allo specchietto retrovisore dell’auto. Il peluche forma un angolo di 36° rispetto alla verticale. a) Rappresenta graficamente tutte le forze che agiscono sul peluche nel sistema di riferimento dell’auto. b) Calcola l’accelerazione centripeta alla quale è soggetta l’auto in curva. c) Determina la velocità dell’auto. [7,2 m/s²; 38,7 m/s]

Principi di conservazione

  1. Un razzo di massa 500,75 kg viene spinto da un motore che esercita una forza costante di 2.345,50 N per un tempo di 12,3 s. Il razzo ha una velocità iniziale di 18,6 m/s. a) Calcola l’impulso ricevuto dal razzo. b) Calcola la quantità di moto finale del razzo. [28835,85 N·s; 11688,45 kg·m/s]
  2. Un carrello di massa 320,5 kg in moto con velocità 5 m/s è soggetto a una forza variabile nel tempo, descritta dalla seguente funzione: F(t) = 1200 + 150,75t. Calcola l’impulso totale ricevuto dal carrello in un intervallo di tempo di 6,5 s e la sua velocità finale. [109,80 N·s; 39,29 m/s]