Seconda prova 2012

Pagina 1

Politecnico di Milano Fisica Sperimentale I a.a. 2011-2012 - Facoltà di Ingegneria dei Sistemi II prova in itinere - 25/06/2012 Giustificare le risposte e scrivere in modo chiaro e leggibile. Sostituire i valori numerici solo alla fine, dopo aver ricavato le espressioni letterali. Scrivere in stampatello nome, cognome, matricola e firmare ogni foglio. 1. Un uomo di massa m U = 70 kg si trova su una piattaforma orizzontale girevole senza attrito. La piattaforma è un disco di massa M = 200 kg e raggio R = 1.5 m. L'uomo si trova inizialmente sul bordo della piattaforma, ferma. a) A un certo istante l'uomo lancia dritto avanti a sé, tangenzialmente al bordo della piattaforma, una pietra di massa m S = 15 kg con una velocità v = 2 m/s. A quale velocità si mette a ruotare la piattaforma? (schematizzare l'uomo come un oggetto puntiforme) b) Mentre la piattaforma gira, l'uomo si sposta esattamente sul centro di rotazione della stessa. Come cambia la velocità angolare di rotazione? Quale lavoro deve compiere l'uomo per spostarsi? 2. Un pezzo di metallo di dimensioni trascurabili ed avente capacità termica C m = 1 J/°C, che si trova alla temperatura Tm = 120 °C, viene inserito in un cilindro le cui pareti sono termicamente isolanti, chiuso da un pistone anch’esso isolante. Il cilindro contiene n = 2 moli di un gas ideale monoatomico a temperatura ambiente Ta = 25 °C. Calcolare: a. la temperatura raggiunta dal sistema nel caso in cui il pistone sia bloccato nella posizione iniziale, ed il calore trasferito in questo caso dal metallo al gas; b. la temperatura raggiunta dal sistema nel caso in cui il pistone venga lasciato libero di muoversi , ed il lavoro compiuto dal gas durante la trasformazione. 3. Un bicchiere cilindrico, di raggio R 1, massa M1 e contenente un volume d'acqua…