Seconda prova 2017

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Scuola di Ingegneria Industriale e dell’Informazione Ingegneria Matematica 083024 - FISICA SPERIMENTALE I - a. a. 2016/2017 Seconda prova in itinere – 7 luglio 2017 Problema 1 Una fune ideale ha un capo fissato in un punto e si avvolge attorno a una carrucola cilindrica di massa M e raggio R che può muoversi in un piano verticale (vedi figura). Sull’altro capo della fune agisce una forza F diretta verso l’alto come in figura. All’asse della carrucola , tramite un’altra fune ideale, è collegato un corpo di massa m. Assumendo che la fune non scivoli sulla carrucola, si calcoli: a) l’intensità F* della forza applicata alla fune affinché il sistema rimanga in equilibrio; b) l’accelerazione del corpo di massa m se l’intensità della forza F applicata alla fune è pari a 2F*; c) l’energia cinetica E C della carrucola dopo che la forza F del punto precedente ha agito per un tempo ∆ t, ipotizza ndo il sistema inizialmente in equilibrio. Problema 2 a) Si enunci e si dimostri la legge di variazione della pressione in un fluido in equilibrio in presenza di una generica forza esterna di volume F V. b) Si dimostri come a partire da essa sia possibile ricavare la legge di Stevino. Si commenti opportunamente il significato di entrambe le leggi. Problema 3 a) In un recipente adiabatico ( di volume V0 = 25 ℓ) è contenuto idrogeno (H 2) alla pressione p0 = 105 Pa. Il gas, supposto come ideale, è compresso in maniera reversibile fino a dimezzarne il suo volume. Si calcoli il lavoro ℒ subito dal gas durante questo processo. b) Si c onsideri ora una macchina termica che opera in maniera irreversibile a contatto con due serbatoi di calore alle temperature T 1 = 250 K e T2 = 500 K. Sapendo che tale macchina in ogni ciclo produce lo stesso lavoro ℒ (in modulo) calcolato al punto precedente e…