Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Energia Energia potenziale Forze conservative

4. Il lavoro ed l'energia

20 esercizi

SVOLGI

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Fisica

Il lavoro di una forza:

A: è definito come il prodotto vettoriale tra forza e spostamento.

B: nel Sistema Internazionale si misura in joule, che corrisponde a N⋅m.

C: nel linguaggio comune ha vari significati che non corrispondono sempre al significato fisico: per esempio un uomo che tiene in mano una borsa, mentre cammina, su un percorso orizzontale, compie un lavoro nullo.

D: è una grandezza scalare che può essere solo positiva.

E: d'attrito è sempre nullo, in quanto forza e spostamento hanno verso opposto.

Vero o falso

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Fisica

Quali sono le dimensioni fisiche della grandezza lavoro?

A: N⋅m

B: [M][L²]/[T²]

C: kg⋅m²/s²

D: Il lavoro ha le stesse dimensioni fisiche della forza.

Scelta multipla

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Fisica

Un blocco di massa m = 3,00 kg deve essere trasportato sulla sommità di un piano inclinato lungo l = 6,00 m e inclinato di 30° rispetto all'orizzontale. Trascura gli attriti. Quanto vale il lavoro compiuto per portare il blocco in cima al piano inclinato?

W = ________ J

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

Completamento aperto

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Fisica

La potenza di un sistema fisico:

A: descrive la rapidità con cui un sistema compie lavoro.

B: è solo una grandezza media che dipende dall'intervallo temporale considerato.

C: è una grandezza che indica la velocità con cui evolve il sistema.

D: ha come dimensioni fisiche [M]⋅[L²]/[T³].

E: è massima quando la forza e lo spostamento sono paralleli ed equiversi.

Vero o falso

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Fisica

Un uomo solleva dal pavimento una busta della spesa che ha una massa m = 3,00 kg e la appoggia su una sedia alta h = 50,0 cm. Compie questa azione in 0,500 s. Quanto vale la potenza sviluppata?

A: 29,4

B: 14,7 J

C: 14,7 W

D: 29,4 W

Scelta multipla

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Fisica

Un cavallo da trotto traina un sulky sul quale siede un driver. La massa totale trascinata dal cavallo è pari a m = 80,0 kg. Il coefficiente di attrito dinamico tra le ruote e il terreno è μ_d = 0,300.
Calcola la potenza che il cavallo deve fornire per mantenere un'andatura alla velocità costante di 3,00 m/s.

P = ________ W

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

Completamento aperto

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Fisica

Un punto materiale in moto con una certa velocità possiede un'energia ________ direttamente proporzionale alla ________ e al ________ della velocità. L'energia cinetica di un corpo corrisponde al lavoro che esso compie quando viene fermato, passando dalla ________ iniziale a quella finale nulla.

Posizionamento

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Fisica

Il teorema dell'energia cinetica:

A: vale solo se il lavoro è motore.

B: vale solo se il lavoro è resistente.

C: esprime un'equivalenza tra lavoro ed energia cinetica.

D: vale solo se il corpo parte da fermo.

E: vale solo se la forza applicata al punto materiale è costante.

Vero o falso

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Fisica

Un gatto con una massa m = 5,0 kg sale un gradino alto 20 cm. Di quanto aumenta la sua energia potenziale gravitazionale?

A: L'aumento di energia potenziale gravitazionale è pari al peso del gatto.

B: 9,8 J

C: Non è possibile rispondere perché il testo non specifica a quale quota si trova il gatto prima di salire sul gradino.

D: 98 J

Scelta multipla

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Fisica

Una molla ha una costante elastica k = 5,0 N/m. Quanto vale la sua energia potenziale elastica quando viene compressa di 10 cm rispetto alla sua posizione di equilibrio?

A: Non è possibile calcolarla senza sapere la massa della molla.

B: 2,5⋅10⁻² J

C: 2500 J

D: 0,25 J

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Fisica

L'energia potenziale:

A: è una grandezza scalare che si definisce solo per le forze conservative.

B: per le forze di attrito è uguale e opposta all'energia potenziale gravitazionale.

C: è uguale al lavoro.

D: è uguale all'energia cinetica.

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Fisica

Una forza è conservativa se:

A: il lavoro totale compiuto lungo un percorso chiuso è uguale zero.

B: il lavoro compiuto tra due punti è zero.

C: la forza dipende dalla posizione.

D: il lavoro compiuto su un oggetto che si muove tra due posizioni dipende dal percorso che unisce le due posizioni.

Scelta multipla

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Fisica

A: Le forze conservative hanno energia potenziale costante.

B: La forza-peso è conservativa.

C: La forza di richiamo di una molla è conservativa.

D: La forza di attrito non è conservativa.

E: Il lavoro di una forza conservativa è uguale alla variazione di energia potenziale quando il sistema passa da una situazione iniziale a una finale.

Vero o falso

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Fisica

L'energia meccanica totale di un sistema si conserva:

A: sempre.

B: solo se il sistema in esame è isolato.

C: solo se agiscono forze conservative.

D: solo in assenza di attrito.

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Fisica

Un proiettile di massa m è sparato verticalmente verso l'alto con una velocità iniziale di 100 km/h. Quanto vale la quota massima che può raggiungere, rispetto a quella di lancio, se trascuri l'attrito con l'aria?

h = ________ m

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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Fisica

Uno scooter di massa m = 200 kg viaggia a velocità di 12,0 m/s. In corrispondenza di un semaforo rosso il conducente frena fino a fermarsi. Quanto vale il lavoro della forza di attrito complessiva sui dischi dei freni e tra i pneumatici e l'asfalto?

A: Senza conoscere il coefficiente di attrito non si può risolvere il quesito.

B: 24,0 N.

C: 2,88x10⁴ J.

D: 1,44 ×10⁴ J.

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Fisica

Un corpo di massa m = 2,0 kg, inizialmente fermo, scivola su un piano inclinato di altezza h = 1,5 m. Alla fine del piano inclinato l'oggetto comprime una molla di costante elastica k = 500 N/m fino a fermarsi. A quanto ammonta la compressione Δx della molla?

Δx = ________ m

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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Fisica

Un oggetto è attaccato a una molla e oscilla su un piano orizzontale con un certo attrito. Possiamo dire che:

A: l'energia meccanica totale non si conserva e l'energia "mancante" è pari al lavoro della forza di attrito.

B: è impossibile prevedere cosa succederà al corpo.

C: l'energia meccanica totale iniziale è uguale a quella finale.

D: l'oggetto compie un moto periodico.

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Fisica

Quale tra le seguenti affermazioni riassume meglio il legame tra lavoro ed energia?

A: L'energia è la capacità di un sistema di compiere lavoro.

B: Il lavoro e l'energia sono grandezze simili.

C: L'energia permette di misurare il lavoro.

D: Energia e lavoro sono la stessa cosa anche se per ragioni storiche mantengono nomi diversi.

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Fisica

Un proiettile di massa m = 250 g viene sparato contro un bersaglio fisso alla velocità di 130 km/h. Esso penetra nel bersaglio per un tratto di 5,00 cm. Quanto vale il modulo della forza media esercitata dal bersaglio per fermare il proiettile?

F = ________ N

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