In questa pagina si riportano 10 quiz svolti di Fisica (risolti quando possibile con metodi veloci) presenti, negli ultimi anni, nei test di ammissione ufficiali alle Facoltà di Ingegneria in diversi atenei d'Italia.
Quiz n. 1
Traccia: La differenza di potenziale tra le armature di un condensatore di 1mF è di 200 V. Quanto vale la carica del condensatore? [risposte: a) 500 mC; b) 200.000 C; c) 200 mC; d) 20 C; e) 5 mC]
Risoluzione: la capacità di un condensatore (C) è data dal rapporto tra la carica del condensatore (Q) e il potenziale elettrico (V); si ha infatti la seguente formula:
Dalla formula inversa si ottiene la carica del condensatore:
↓
Q = {1•[10^(-3)] F} • (200 V)
↓
Q = 0,2 C
↓
Q = 200 mC
La risposta corretta è, quindi, la c).
Quiz n. 2
Traccia: L'unità di misura della resistività è: [risposte: a) ohm/(m^2); b) ohm•(m^2); c) ohm/m; d) ohm•m; e) ohm•(m^3)]
Risoluzione: la resistività elettrica, detta anche resistenza elettrica specifica, misura l'attitudine di un materiale ad opporre resistenza al passaggio delle cariche elettriche.
La resistenza elettrica "R" di un filo conduttore (il cui materiale ha resistività "ρ") di lunghezza "L" e sezione trasversale "S" è data dalla seguente formula:
Dalla formula inversa si ricava la resistività:
Poichè nel Sistema Internazionale la resistenza si misura in ohm, la superficie in metri quadri e la lunghezza in metri, si ha:
La risposta corretta è, quindi, la d).
Quiz n. 3
Traccia: Una macchina termica lavora tra due termostati alle temperature rispettivamente di 600 K e 200 K. Il rendimento massimo della macchina è: [risposte: a) 1; b) 2/3; c) 1/3; d) 1/4; e) 3/4]
Risoluzione: il rendimento di una macchina termica è funzione delle temperature assolute delle sorgenti tra cui essa lavora:
(con T1 > T2)
Applicando la formula sopra indicata al caso in esame si ha:
↓
η = 1 - (1/3)
↓
η = 2/3
La risposta corretta è, quindi, la b).
Quiz n. 4
Traccia: Un autotreno percorre una curva in autostrada e la velocità indicata dal tachimetro rimane costante. L'accelerazione del mezzo [risposte: a) è proporzionale al quadrato della velocità; b) è nulla; c) è diretta verso l'esterno della curva; d) è proporzionale al raggio della curva; e) è tangente alla traiettoria seguita]
Risoluzione: l'autotreno descrive con la sua traiettoria un moto circolare e, poichè la direzione del vettore velocità varia durante il moto, acquista un'accelerazione centrifuga (a) che è direttamente proporzionale al quadrato della velocità (v) ed inversamente proporzionale al raggio della curva (r):
La risposta corretta è, quindi, la a).
Quiz n. 5
Traccia: Le linee di forza del campo elettrostatico [risposte: a) non possono essere linee chiuse; b) sono sempre linee chiuse; c) sono sempre linee rette; d) si intersecano nei punti a potenziale massimo; e) possono avere una forma qualsiasi]
Risoluzione: la risposta corretta è la a), infatti in un campo elettrostatico le linee di forza sono sempre linee aperte e hanno inizio o fine su una carica.
Il verso di tali linee è sempre quello che va dalla carica positiva a quella negativa.
Le linee di campo non possono essere linee chiuse, perchè se per assurdo ci fosse una linea di campo chiusa, la circuitazione del campo lungo tale linea sarebbe diversa da zero e ciò sarebbe in contrasto con la conservatività del campo elettrostatico.
Quiz n. 6
Traccia: Tre lampadine di resistenza elettrica R1 < R2 < R3 vengono alimentate in parallelo dalla stessa linea elettrica. Qual è la relazione tra le potenze dissipate dalle tre lampadine? [risposte: a) P1 < P2 e P2 > P3; b) P1 = P2 = P3; c) P1 > P3 e P2 < P3; d) P1 > P2 > P3; e) P1 < P2 < P3]
Risoluzione: le tre lampadine, essendo collegate in parallelo, sono sottoposte alla stessa differenza di potenziale (V).
La formula per ricavare la potenza è la seguente:
Poichè la tensione è la stessa, le tre potenze P1, P2, P3, sono inversamente proporzionali alle rispettive resistenze (all'aumento del valore della resistenza corrisponde una diminuzione della potenza).
E' chiaro, quindi, che la risposta corretta è la d):
Quiz n. 7
Traccia: Una camera d'aria di volume V contiene aria alla pressione di 180 kPa. Se la camera viene compressa a temperatura costante fino al volume 3/5 V quanto vale la pressione finale dell'aria (considerata come gas perfetto)? [risposte: a) 500 kPa; b) 160 kPa; c) 300 kPa; d) 360 kPa; e) 108 kPa]
Risoluzione: l'aria, considerata come gas perfetto, è soggetto ad una trasformazione isoterma (avviene a temperatura costante).
La legge di Boyle-Mariotte afferma che, in condizioni di temperatura costante, la pressione di un gas perfetto è inversamente proporzionale al suo volume, ovvero che il prodotto della pressione del gas per il volume da esso occupato è costante:
Applicando la legge di Boyle-Mariotte al caso in esame si ha:
↓
180•V = x•[(3/5)V]
↓
x = (180•5)/3
↓
x = 300 kPa
La risposta corretta è, quindi, la c).
Quiz n. 8
Traccia: Un contenitore rigido contiene aria alla pressione atmosferica e alla temperatura di 27 °C. Viene scaldato finchè la pressione dell'aria raddoppia. Quale temperatura ha raggiunto? [risposte: a) 216 °C; b) 54 °C; c) 573 °C; d) 327 °C e) non si può rispondere perchè non è noto il volume iniziale]
Risoluzione: considerando l'aria come un gas perfetto, si può applicare l'equazione di stato dei gas perfetti prima e dopo l'operazione di riscaldamento effettuata; si deve tenere conto del fatto che il volume "V" rimane costante essendo l'aria racchiusa in un contenitore rigido.
Si può ricavare il volume dall'equazione di stato prima del riscaldamento:
↓
V = (nRT1)/p1
Con procedimento simile si ricava il volume dall'equazione di stato dopo il riscaldamento:
↓
V = (nRT2)/p2
Poichè il volume rimane costante, si possono eguagliare le relazioni precedentemente ricavate:
↓
T1/p1 = T2/p2
↓
27/1 = x/2
↓
x = 54 °C
La risposta corretta è, quindi, la b).
Quiz n. 9
Traccia: L'impulso di una forza costante può essere calcolato come: [risposte: a) il prodotto tra la forza e l'intervallo di tempo durante il quale essa agisce; b) il prodotto tra la forza e lo spazio percorso; c) il rapporto tra la forza e lo spazio percorso; d) il prodotto della forza per la velocità; e) il rapporto tra la forza e l'intervallo di tempo durante il quale essa agisce]
Risoluzione: dalla seconda legge della Dinamica (F = m•a; Forza = massa•accelerazione), sostituendo "a" con la relazione che ne esprime il valore in funzione di velocità e tempo (a = v/t), si ottiene:
↓
F•t = m•v
Il primo membro della relazione appena scritta (F•t) viene chiamato impulso della forza F ed è uguale alla variazione della quantità di moto (m•v) che il corpo subisce quando è sottoposto all'azione della forza F durante l'intervallo di tempo t.
La risposta corretta è, quindi, la a).
Quiz n. 10
Traccia: Due buste di plastica di massa trascurabile contengono ciascuna 15 mele e sono poste su di un tavolo ad una certa distanza. Se 10 mele vengono trasferite da una busta all'altra la forza di attrazione gravitazionale tra le due buste: [risposte: a) aumenta, divenendo i 5/3 di quella prima del trasferimento; b) si riduce ai 5/9 di quella prima del trasferimento; c) rimane invariata; d) aumenta, divenendo i 3/2 di quella prima del trasferimento; e) si riduce ai 2/5 di quella prima del trasferimento]
Risoluzione: la legge di gravitazione universale afferma che due punti materiali si attraggono con una forza di intensità direttamente proporzionale al prodotto delle masse dei singoli corpi e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza:
dove G è la costante di gravitazione universale, m1 ed m2 sono le masse dei due punti materiali e d è la distanza tra i punti stessi.
Quando le due buste contengono 15 mele ciascuna, la forza di attrazione gravitazionale vale:
Quando una busta contiene 25 mele e l'altra ne contiene 5, per effetto dello spostamento di 10 mele, si ha che la forza vale invece:
Effettuando il rapporto tra le due forze ottenute si ha:
Quindi la forza di attrazione si riduce ai 5/9 di quella prima del trasferimento; la risposta corretta è la b).
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