Mathematical Engineering - Fisica Sperimentale 1

Full exam

FISICA SPERIMENTALE B+C (parte C) Ing. Fisica e Ing. Matematica 11 Luglio 2006 1) Un corpo rigido omogeneo cilindrico di raggio R e massa M si mette in moto lungo un pendio scabro alto h e inclinato di un angolo α rispetto all’orizzontale. 1. Si ricavi l’espressione del momento di inerzia del cilindro rispetto al suo asse e rispetto a un asse passante per il punto di contatto. 2. Si determini la relazione tra l’inclinazio ne α e il coefficiente di attrito statico μs che permette al rullo di rotolare senza strisciare. 3. Per la situazione di rotolamento senza strisciamento si dia l’espressione dell’energia cinetica e si ricavi con quale velocità rotola il rullo quando arriva in fondo al pendio. 2) Un recipiente cilindrico chiuso di volume V 0 è diviso in due parti A e B da un pistone di spessore e capacità termica trascurabili, scorrevo le senza attriti lungo il cilindro. Il pistone e le pareti del cilindro, tranne la base della parte A, sono impermeabili al calore. Inizialmente le parti A e B hanno lo stesso volume e contengono ciascuna 1 mole di gas perfetto monoatomico a pressione P0. Al gas contenuto in A si fornisce in modo reversibile una quant ità di calore QA e alla fine il volume del gas in A è il doppio del volume del gas contenuto in B. Calcolare: a) la pressione e temperatura finale del gas nella parte B del recipiente b) la pressione e temperatura finale del gas nella parte A del recipiente c) il lavoro W B subito dal gas nella parte B del recipiente d) il calore Q A fornito al gas nella parte A del recipiente. 3) Si enuncino in maniera precisa la legge di Stevino e il principio di Archimede. Si calco li quindi quale deve essere la densità di un corpo che in condizioni di equilibrio sia immerso per metà del suo volume in acqua. 4) Si descrivano tutti i passaggi dell’esperimento mediante il quale è stato ricavato il calore specifico di un cilindro di ottone. Si ut ilizzi il medesimo procedimento per ricavare il calore specifico di una moneta d’argento che ha massa di 20 grammi e che, dopo essere stata in u n recipiente di acqua bollente, viene posta in un recipiente contenente 50 grammi di acqua provocandone il riscaldamento da 27 a 28.6 °C. α  h A B