12 07 16consol

Page 1

POLITECNICO DI MILANO Fondamenti di Fisica Sperimentale, a. a. 2015-16 I appello, 12 luglio 2016 Giustificare le risposte e scrivere in modo chiaro e leggibile. Scrivere in stampatello nome, cognome, matricola e firmare ogni foglio. Esercizio 1 Due corpi di massa m, legati da una fune inestensibile e priva di massa, scivolano lungo un piano inclinato di un angolo α (vedi figura). Tra il piano e il corpo 2 non c’è attrito, mentre tra il piano ed il corpo 1 il coefficiente di attrito dinamico è µd. 1) Si determini il valore di α per il quale le due masse si muovono con moto uniforme; 2) per tale valore di α si calcoli il valore della tensione della fune. Esercizio 2 Una macchina termica compie il ciclo descritto in figura con 0 .2 moli di gas ideale biatomico. Sapendo che la trasformazione 2 -3 è adiabatica, la 3 -1 isobara e la 1 -2 isocora e che T 1=300 K, p 1=1 atm, T2=600 K, calcolare: 1) pressione e volume nei punti 1, 2 e 3; 2) calore scambiato, lavoro compiuto e variazione di energia interna del gas per ognuna delle tre trasformazioni; 3) il lavoro complessivo svolto in un ciclo dalla macchina. Esercizio 3 Si consideri un cilindro metallico di lunghezza infinita e raggio a sulla cui superficie sia presente una densità superficiale di carica σ>0. Una particella di carica negativa -q e massa m percorre un’orbita circolare di raggio r0 >a concentrica al cilindro. Si determini: 1) Il campo elettrico E generato in tutto lo spazio dal cilindro carico. 2) Il potenziale corrispondente in tutto lo spazio, assumendo nullo il potenziale a distanza r=a dall’asse del cilindro. 3) L’energia cinetica e l’energia potenziale della particella. Esercizio 4 Si enunci e si dimostri la legge di Ampère in forma integrale. x y ⎧ ⎨ ⎩ N1 − mg cos α =0 T + mg sin α − fa = ma ⎧ ⎨ ⎩ N2 − mg…