Fisica - Scuola secondaria di secondo grado La relatività ristretta Quantità di moto relativistica ed energia relativistica Energia totale

23. La relatività

10 esercizi

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Fisica

Considera un sistema di riferimento solidale con una persona. In quale (o quali) delle seguenti situazioni possiamo parlare di sistema di riferimento inerziale?

A: La persona è a bordo di un aereo che sta atterrando.

B: La persona è a bordo di un'automobile che sta affrontando una curva a una velocità costante.

C: La persona sta oscillando con moto armonico appesa a una molla da bungee jumping.

D: Nessuna delle situazioni descritte rappresenta un sistema inerziale.

E: La persona è a bordo di uno space shuttle che sta decollando.

Scelta multipla

Il punteggio di un esercizio è determinato
dalla difficoltà: da 1 (più facile) a 5 (più
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Fisica

Una luce lampeggiante segnala l'inizio dei lavori lungo un tratto di un'autostrada. Chi è nelle condizioni adatte per misurare il tempo proprio che intercorre tra due successivi lampeggi?

A: Uno dei lavoratori fermo sulla carreggiata.

B: Né il lavoratore, né la persona al volante.

C: Sia il lavoratore che la persona al volante.

D: Una persona al volante che si sta avvicinando alla luce con una velocità costante.

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Fisica

Assumiamo per assurdo che la velocità della luce nel vuoto sia 18,0 m/s. Consideriamo un'automobile che si muove lungo un rettilineo a una velocità di 14,0 m/s. Un signore, seduto sotto il portico di casa sua, vede la macchina fare un tratto di strada delimitato da due cabine telefoniche in 3,00 s.
Che intervallo di tempo ha misurato la persona al volante per la percorrenza del tratto di strada tra le due cabine?

Δt = ________ s

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

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Un'astronave aliena viaggia verso la Terra, partendo da un pianeta distante 7,25 anni luce secondo il sistema di riferimento solidale con gli alieni a bordo. La velocità costante della navicella è uguale a 0,465c.
Assumendo che la distanza relativa tra la Terra e il pianeta alieno sia stazionaria, determina la distanza misurabile da un abitante di uno dei due pianeti.

distanza = ________ anni luce

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Supponiamo per assurdo che la velocità della luce nel vuoto sia uguale a 8,00 m/s.
Durante una partita di baseball, un corridore corre a velocità costante dalla terza base alla casa base, impiegando nel sistema di riferimento a lui solidale 2,50 s. Nel suo sistema di riferimento, la distanza percorsa è uguale a 15,0 m.
Qual è la distanza percorsa dal corridore nel sistema di riferimento solidale col ricevitore fermo in casa base?

distanza = ________ m

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L'energia totale di un oggetto è 7,86 x 10¹² J.
La sua energia cinetica ammonta a 6,17 x 10¹² J.
Quanto vale la massa m dell'oggetto?

m = ________ x 10^-5 kg

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Un oggetto ha un'energia cinetica K e un'energia potenziale U. La sua energia a riposo è invece E₀.
Quale delle seguenti espressioni descrive in modo corretto l'energia totale E dell'oggetto?

A: E = E₀ + K

B: E = K + U

C: E = E₀ + K + U

D: E = E₀ + K - U

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Che velocità ν deve avere un oggetto affinché la sua energia totale sia il doppio della sua energia a riposo?

ν = ________ x 10⁸ m/s

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La velocità della luce nel vuoto, misurata in qualsiasi sistema ________, è ________ indipendentemente dalla velocità ________ tra la sorgente di luce e l'osservatore. Il principio di relatività di ________ è una generalizzazione a tutta la fisica del principio di relatività di ________.

Posizionamento

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Immagina di lasciare una bottiglia d'acqua da 1,5 l sotto il sole durante una giornata d'agosto. Dopo quindici minuti, la temperatura dell'acqua è passata da 20°C a 40°C. Considerando che il peso specifico dell'acqua è uguale a 4186 J/kg°C, calcola di quanto è aumentata la sua massa.

Δm = ________ x 10^-12 kg

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