24 01 22

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Fisica - Appello del 24/01/22 Soluzione commentata Form 1 - Domande a risposta chiusa [tot. 8 punti] Le domande dalla 1 alla 6 sono presentate a ciascuno studente in ordine casuale. 1. Un sasso ` e messo in rotazione tramite una fionda elastica. La forza centripeta ` e:[1 punto] (a) esercitata dalla forza elastica della fionda. (b) nulla. (c) nulla, perch´ e deve essere considerata la forza centrifuga. (d) costante per ogni velocit` a di rotazione del sasso. ˆ Nel moto considerato, la forza risultante agente sul sasso coincide con buona approssima- zione con la forza elastica esercitata dalla fionda. ⃗Fris∼= ⃗Fel Infatti, non si precisano esattamente le condizioni del moto, se questo avvenga per esempio su un piano verticale od orizzontale; anche per questo, ` e lecito supporre che forze quali la forza peso agente sul sasso o l’attrito viscoso dell’aria siano molto pi` u piccole rispetto alla forza elastica. ˆ Se il moto del sasso ` e circolare uniforme, l’accelerazione del punto materiale ` e di tipo centripeto, cio` e: ⃗ a≡⃗ aC =−ω2R⃗ ur oveω ` e la velocit` a angolare di rotazione,R ` e il raggio del cerchio descritto e⃗ ur ` e il versore radiale, rivolto dal centro di rotazione verso l’esterno (e infatti, per come ` e scritta ⃗ a, ` e rivolta verso l’interno a causa del segno ’-’). ˆ Per il Secondo Principio della Dinamica, per il sasso di massa m vale: ⃗Fris =m⃗ a=m⃗ aC =−mω2R⃗ ur = ⃗FC cio` e la forza risultante ha la forma di una forza centripeta. Per quanto osservato sopra, allora: ⃗FC = ⃗Fris = ⃗Fel e la risposta corretta ` e la (a). ˆ Notiamo che le altre risposte sono errate. Anzitutto, se ω̸= 0 e R̸= 0, sicuramente FC non ` e nulla. Nemmeno, data la sua espressione, essa ` e costante al variare diω. 2. Sfruttando una singola trasformazione termodinamica, ` e…