Quiz svolti Fisica
Si riportano di seguito 8 quiz svolti di Fisica simili a quelli proposti dai Simulatori on-line relativi ai concorsi per l'Accademia Marina Militare degli ultimi anni.
Quiz n. 1
Traccia:
Due squadre composte da 6 persone ciascuna si affrontano in una gara di tiro alla fune. Ciascuna persona della squadra Gamma esercita una forza di 45 N, mentre ciascuna persona della squadra Beta esercita una forza di 42 N. Qual è il modulo della forza risultante?
a) 3 N
b) 22 N
c) 24 N
d) 16 N
e) 87 N
Risoluzione:
Tutte le forze esercitate dalle persone della squadra Gamma costituiscono un sistema di forze parallele, la cui risultante ha modulo pari alla somma dei moduli delle singole forze; si ha quindi:
6•45 = 270 N
Similmente, si calcola il modulo della forza complessiva relativa alla squadra Beta:
6•42 = 252 N
Il modulo della forza risultante totale è dato dalla differenza dei due moduli appena trovati; infatt,i le due forze contrapposte, nel gioco del tiro alla fune, hanno stessa direzione e verso opposto.
Pertanto, la risultante vale:
R = 270-252 = 22 N
La risposta corretta è, quindi, la b).
Quiz n. 2
Traccia:
Un gas perfetto è contenuto in un serbatoio alla pressione di 0,8 MPa e alla temperatura di 280 K. Se a volume costante, la temperatura diventa 560 K, come diventa la sua pressione?
a) 1,6 MPa
b) 0,8 MPa
c) 0,4 MPa
d) 1 MPa
e) 1,2 MPa
Risoluzione:
La trasformazione isocora (a volume costante) di un gas perfetto è descritta dalla seconda legge di Gay-Lussac: p / T = cost (pressione e temperatura sono direttamente proporzionali).
Applicando la formula precedente al caso in esame, si ottiene:
⇓
0,8 / 280 = x / 560
⇓
x = (560•0,8) / 280 = 1,6 MPa
La risposta corretta è, quindi, la a).
Quiz n. 3
Traccia:
Una donna di massa 50 kg e una bambina di 25 kg sono in piedi ferme sulla sabbia. La pianta del piede della donna è di 2,5 decimetri quadrati, quella della bambina è di 2 decimetri quadrati. Cosa si può dire della pressione che esse esercitano sulla sabbia?
a) È maggiore nel caso della bambina
b) È sempre maggiore nel caso della donna perché pesa di più
c) È la stessa per entrambe
d) È maggiore nel caso della donna
e) I dati non sono sufficienti per rispondere
Risoluzione:
La pressione è data dal rapporto tra il modulo della forza agente ortogonalmente su una superficie e l'area della superficie stessa:
p = F / S
Nel caso in esame, le pressioni esercitate dalla donna e dalla bambina sulla sabbia vanno calcolate come rapporto tra le loro forze peso (F = m•g) e le rispettivi superfici delle piante dei piedi [N.B.: il valore numerico 9,81 m/(s2) dell'accelerazione di gravità viene approssimato a 10 m/(s2)]:
- pressione donna = (50 kg) • [10 m/(s2)] / (0,025 m2) = 20.000 Pa
- pressione bambina = (25 kg) • [10 m/(s2)] / (0,02 m2) = 12.500 Pa
La pressione è quindi maggiore nel caso della donna: la risposta corretta è la d).
Quiz n. 4
Traccia:
L’accelerazione di gravità sul pianeta Bregios è circa 1/9 di quella terrestre. Quanto pesano 18 Kg di mele sul pianeta Bregios?
a) 2 kg
b) 20 N
c) 18 N
d) 20 kg
e) 2 N
Risoluzione:
Applicando il secondo principio della dinamica (F = m • a) si ricava la forza peso dei 18 kg di mele sul pianeta Bregios:
⇓
PLUNA = m • (1/9) • gTerra
⇓
PLUNA = 18 • (1/9) • 9,81 = circa 20 N
La risposta corretta è, quindi, la b).
Quiz n. 5
Traccia:
Un corpo ha una massa di 20 g e un volume di 50 centimetri cubi. Appoggiandolo delicatamente sull’acqua contenuta in una bacinella che cosa succede?
a) Il corpo resta sospeso in un punto intermedio tra superficie e fondo della bacinella
b) Non è possibile stabilire se il corpo galleggia o affonda senza conoscerne con esattezza la forma
c) Il corpo affonda
d) Il corpo si scioglie
e) Il corpo galleggia sulla superficie dell'acqua
Risoluzione:
La densità di un corpo è data dalla seguente formula:
d = m/V
dove "m" è la massa del corpo e "V" è il suo volume.
Nel caso in esame, la densità del corpo vale:
d = 20 / 50 = 0,4 g/(cm3)
La densità dell'acqua è pari a 1 g/(cm3); poichè il corpo ha, rispetto ad essa, una densità minore, galleggia sulla superficie dell'acqua.
La risposta corretta è, quindi, la e).
Quiz n. 6
Traccia:
Un oggetto ha inizialmente una velocità di 4 m/s; dopo 10 s, esso ha una velocità di 14 m/s nella stessa direzione. Quanto vale la sua accelerazione media?
a) -1 m/(s2)
b) 0
c) 1 m/(s2)
d) 10 m/(s2)
e) -6 m/(s2)
Risoluzione:
L'accelerazione media è data dal rapporto tra la variazione di velocità (Δv) del corpo e l'intervallo di tempo (Δt) in cui tale variazione è avvenuta:
a = Δv/Δt
Nel caso in esame, l'accelerazione media vale:
⇓
a = (10 m/s) / (10 s)
⇓
a = 1 m/(s2)
La risposta corretta è, quindi, la c).
Quiz n. 7
Traccia:
Una noce di cocco di massa 1 kg cade da un'altezza di 10 metri. Se viene trascurato l'attrito con l'aria, con quale energia, approssimativamente, la noce colpisce il suolo?
a) 100 N
b) 980 J
c) 10 N
d) 100 J
e) 10 J
Risoluzione:
Inizialmente la noce di cocco, di massa "m = 1 kg", è ferma all'altezza "h = 10 m":
- la sua energia cinetica [(1/2)•m•v2] è nulla perchè la sua velocità (v) è pari a 0 m/s;
- la sua energia potenziale (m•g•h) ha valore massimo pari a (1 kg) • [10 m/(s2)] • (10 m) = 100 J [N.B.: il valore numerico 9,81 m/(s2) dell'accelerazione di gravità è stato approssimato a 10 m/(s2)].
- energia meccanica complessiva = energia cinetica + energia potenziale = 0 J + 100 J = 100 J.
Quando la noce di cocco raggiunge il suolo, per il principio di conservazione dell'energia, tutta l'energia potenziale si è trasformata in energia cinetica; la sua energia meccanica complessiva è comunque rimasta invariata: 100 J.
(N.B.: al suolo l'energia cinetica è massima perché massima è la velocità della noce di cocco; l'energia potenziale è nulla perché l'altezza vale 0 metri)
La risposta corretta è, quindi, la d).
Quiz n. 8
Traccia:
A una resistenza R = 1 ohm viene applicata una tensione V1 = 6 V. Se si raddoppia il valore della resistenza, per mantenere costante la corrente che circola nel componente è necessario applicare una nuova tensione V2 pari a:
a) 12 V
b) ancora 6 V
c) 3 V
d) 24 V
e) 2 V
Risoluzione:
Dalla prima legge di Ohm si sa che tensione (V) e resistenza (R) sono direttamente proporzionali; si ha infatti:
V = R • I
Quindi, se raddoppia il valore della resistenza, raddoppia anche il valore della tensione:
V2 = 2 • V1 = 12 V
La risposta corretta è, quindi, la a).
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