ruffo_ideefisica_soluzioni_prova_5a

parte
B
unità 5
L’equilibrio dei fluidi
nome .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
quesiti e problemi
Classe
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . fila A
La pressione
Il principio di Pascal
1Uno sciatore di massa 75 kg utilizza un paio
di doposcì pesanti 5 N e aventi un’area di
450 cm2 ciascuno.
● Esprimi il peso dello sciatore in newton.
3Un torchio idraulico è formato da due cilindri
con pistoni di diametri 5 cm e 60 cm. Sul
pistone piccolo agisce una forza di 600 N.
●Fai un disegno che rappresenti la situazione.
P = (75 × 9,8) N = 735 N
● Qual è la forza premente sulla neve?
F = 735 N + 2 × 5 N = 745 N
●Qual è la pressione esercitata dallo sciatore
quando porta i doposcì?
p = F/S = 8,28 × 103 Pa
La legge di Stevin
2Considera la pressione che l’acqua esercita
sulle pareti della diga rappresentata nella figura.
Prove
di verifica
Prove per unità
A2/A1 = 144
●Quale peso si riesce a sollevare sul pistone
grande?
F2 = F1 A2/A1 = 8,64 × 10 N
●Qual è il guadagno della macchina?
4
●Qual è la pressione in corrispondenza della
superficie dell’acqua?
p = 0 Pa
●Qual è la pressione idrostatica alla profondità
di 25 m?
p = d ⋅ g ⋅ h = 2,45 × 10 Pa
●A una profondità doppia la pressione idrostatica è doppia?
5
Sì
●Qual è la forza che si esercita, per effetto
dell’acqua, su 1 m2 della diga alla profondità
di 50 m?
F = p A = 4,90 × 10 N
●Alla stessa profondità su 2 m2 di superficie si
esercita una forza doppia?
5
172
●Calcola il rapporto fra le aree di base dei cilindri.
Sì
G = F2/F1 = 144
●Volendo sollevare 21 620 N, quale forza bisognerebbe esercitare sul pistone piccolo?
F1 = F2 ⋅ A1 /A2 =150 N
La spinta di Archimede
4 U
n corpo pesa 120 N in aria e 100,4 N in
acqua.
●Calcola la spinta idrostatica ricevuta dal corpo.
S = 120 N – 100,4 = 19,6 N
●Calcola il volume del corpo.
V = S/(d ⋅ g) = 2 × 10–3 m3
●Qual è la densità del corpo?
Copyright © 2010 Zanichelli SpA, Bologna [6321] Idee per insegnare la fisica con Ruffo
fisica: lezioni e problemi seconda edizione di lezioni di fisica © Zanichelli 2010
d = m /v = P/(g ⋅ v) = 6,12 × 103 kg/m3
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nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo
unità 5
L’equilibrio dei fluidi
Classe
.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1Per quale motivo Torricelli ha usato il mercurio per il suo celebre esperimento di misura
della pressione atmosferica?
a poteva effettuare la misura solo con il mercurio
b un altro liquido avrebbe dato un risultato
diverso
c il mercurio era molto comune in quel tempo
✓
d un qualunque altro liquido, avendo una densità molto minore, avrebbe richiesto un tubo
molto lungo e quindi sarebbe stata più difficoltosa l’esecuzione della misura
2La pressione esercitata da una forza su una
superficie raddoppia se:
a a parità di forza, raddoppia l’area della superficie
b a parità di superficie, la forza dimezza
✓
c a parità di forza, l’area dimezza
d raddoppiano sia la forza sia l’area
3Un corpo completamente immerso in acqua
sta fermo (cioè non affonda e non tende a
tornare in superficie). Qual è la densità del
corpo?
a 1 kg/m3
b 0 kg/m3
✓
c 9800 kg/m3
d non si può rispondere perché mancano dei
dati
4In due vasi comunicanti vengono messi liquidi
diversi (che non si mescolano) di densità
d1 = 920 kg/m3 e d2 = 1000 kg/m3. Se il primo
liquido raggiunge una quota h1 = 5 cm rispetto alla loro superficie di separazione, qual è
la quota raggiunta dal secondo liquido?
a 4,6 m
✓ 4,6 cm
b
c 5 cm
d non ci sono elementi sufficienti per rispondere
5Una bilancia a due bracci è in equilibrio
quando ai suoi estremi appendiamo un oggetto di alluminio e uno di ferro, aventi la stessa
massa. Il ferro è più denso dell’alluminio. Se i
due oggetti vengono immersi in acqua, l’equilibrio viene mantenuto?
a sì, perché le forze si equilibrano
B
fila A
b s ì, perché i corpi hanno la stessa massa
no, perché la spinta idrostatica che riceve
l’oggetto di alluminio è maggiore di quella
che riceve l’oggetto di ferro
d no, perché la spinta che riceve l’oggetto di
ferro è maggiore di quella che riceve l’oggetto di alluminio
c
✓
6L’acqua contenuta in un recipiente cilindrico
raggiunge il livello di 10 m. La superficie del
liquido è a contatto con l’aria. Quanto vale la
pressione totale sul fondo del recipiente?
a 9800 Pa
b 98 000 Pa
✓
c circa 200 000 Pa
d non si può rispondere perché non è nota
l’area di base del cilindro
7Quale pressione esercita una colonna di mercurio alta 114 cm?
a 0,5 atm
b 1,0 atm
c 1,5 atm
d 2 atm
✓
8Nel tubo della figura c’è del mercurio. Il ramo
di destra è a contatto con l’aria, quello di
sinistra è chiuso. A che cosa è proporzionale
l’altezza della colonna di mercurio?
vuoto
h
0
a
b
✓
c
d
alla quantità di aria che c’è attorno
all’area della sezione del tubo
al valore della pressione atmosferica
a nessuna delle grandezze sopra riportate
9
a
b
c
✓
d
A che cosa equivale il pascal?
a una atmosfera
a circa 100 000 atm
a 76 cm di mercurio
a 1 N/m2
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173
Prove per unità
test a scelta multipla
Prove
di verifica
nome .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
parte