20100629Itinere Soluzioni

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Politecnico di Milano Fisica Sperimentale 1 a.a. 2009-2010 - Facoltà dei Sistemi – Ing. Fisica-Matematica II prova in itinere à 29/06/2010 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’asta omogenea (massa M e lunghezza L), posta in un piano verticale, può oscillare attorno ad un asse ortogonale al piano in cui giace l’asta e passante per il punto P, posto tra il centro O dell’asta ed il suo estremo superiore. Detta a la lunghezza del segmento OP, determinare: • il momento d'inerzia della sbarretta in funzione di a; • il periodo delle piccole oscillazioni in funzione di a. • Successivamente all’asta viene applicata nel suo estremo inferiore B una forza orizzontale di intensità pari a metà del peso dell’asta. Si calcoli il valore di a affinché in tale condizione la posizione di equilibrio dell’asta si abbia per θ = 45°, essendo θ l’angolo di inclinazione dell’asta rispetto alla direzione verticale. 2. Una sfera di massa m = 0.8 kg e densità ρs = 2772 kg/m 3 è appesa ad una molla di costante elastica k. Se la sfera viene completamente immersa in un liquido di densità ρ = 883 kg/m 3 si osserva che la posizione di equilibrio statico cambia di 2 cm rispetto alla posizione di equilibrio fuori dal liquido. Calcolare: • il valore della costante elastica k della molla; • la deformazione iniziale della molla. 3. Una mole di un gas ideale biatomico effettua il ciclo termico reversibile mostrato in figura. Calcolare: • il lavoro totale scambiato con l'ambiente; • il calore scambiato con l'ambiente durante la trasformazione 3à1; • il rendimento di un ciclo di Carnot operante fra le temperature…