Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Equilibrio dei solidi Vincolo Forza vincolare

4. L’equilibrio dei solidi

20 esercizi

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Fisica

Una scatola si trova in equilibrio statico su un piano inclinato.
Quale delle seguenti affermazioni è corretta?

A: Sulla scatola non agiscono forze.

B: Dato che la scatola è in equilibrio non ci sono reazioni vincolari del piano.

C: La risultante di forza-peso, forza di attrito statico e reazione vincolare del piano è zero.

D: Dato che la scatola è in equilibrio non c'è forza di attrito.

E: La forza di attrito è maggiore della somma vettoriale della forza-peso e della reazione vincolare del piano.

Scelta multipla

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Fisica

Un classico trucco di "magia" è quello di tenere in equilibrio due forchette su uno stuzzicadenti appoggiato ad un bicchiere. Per un effetto ancora più spettacolare è possibile bruciare parte dello stuzzicadenti senza fare cadere le forchette. Come si realizza questo equilibrio?

A: La retta passante per il baricentro del sistema deve passare per la base del bicchiere.

B: Il baricentro dell'insieme delle due forchette deve cadere sullo stuzzicadenti.

C: Non ci sono forze che agiscono sulle forchette.

D: Non è possibile realizzare questo equilibrio perché le forchette sono all'esterno del bicchiere.

E: È possibile bruciare parte dello stuzzicadenti perché essendo molto leggero sposta di poco il baricentro del sistema.

Vero o falso

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Fisica

Al parco, Andrea e Beatrice salgono sul lato sinistro di un'altalena, mentre Carla e Davide salgono sul lato opposto. Riescono a tenere l'altalena in equilibrio posizionandosi nel modo seguente: Andrea a 135 cm dal fulcro dell'altalena, Beatrice 15 cm più a sinistra, Carla a 120 cm dal fulcro e Davide 60 cm più a destra. L'altalena è perfettamente simmetrica.
Come sono distribuite le loro masse? Scegli l'unica opzione corretta tra le seguenti:

A: Andrea: 65kg, Beatrice: 55kg, Carla: 50kg, Davide: 70kg

B: Andrea: 70kg, Beatrice: 55kg, Carla: 55kg, Davide: 70kg

C: Andrea: 70kg, Beatrice: 50kg, Carla: 50kg, Davide: 65kg

D: Andrea: 70kg, Beatrice: 55kg, Carla: 50kg, Davide: 65kg

E: Andrea: 65kg, Beatrice: 55kg, Carla: 55kg, Davide: 65kg

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Fisica

Un operaio edile utilizza una carriola per trasportare due sacchi di cemento di 25 kg ciascuno. La carriola ha una massa di 20 kg e il baricentro di carriola e cemento si trova a 40 cm di distanza dal fulcro (il centro della ruota). I manici della carriola si trovano a 130 cm dal centro della ruota. Che forza deve applicare l'operaio per tenere la carriola sollevata?

A: 21 N

B: 210 N

C: 310 N

D: 150 N

E: Nessuno dei precedenti.

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Fisica

Quale tra le seguenti è una leva di terzo genere?

A: Altalena

B: Schiaccianoci

C: Carriola

D: Forbici

E: Pinzette

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Fisica

Una leva si dice ________ se la forza motrice è minore della forza resistente, ________ se la forza motrice è maggiore della forza resistente e ________ se la forza motrice è uguale alla forza resistente.

Completamento aperto

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Fisica

A: Una leva di primo genere è sempre vantaggiosa.

B: Una leva di secondo genere è sempre vantaggiosa.

C: Una leva di terzo genere può essere vantaggiosa.

D: Se una leva è svantaggiosa deve essere di terzo genere.

E: Non tutte le leve di primo genere sono vantaggiose.

Vero o falso

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Fisica

Una cassa di massa 15 kg è tenuta in equilibrio su un piano inclinato di 30° da una carrucola come nel sistema in figura. Il coefficiente di attrito statico tra il piano e la cassa è 0,3.
Quali sono la minima e la massima massa che si possono appendere alla fune senza fare muovere la cassa?

A: 2,4 kg e 13 kg.

B: 3,6 kg e 11,4 kg.

C: 3,9 kg e 13 kg.

D: 7,5 kg e 13 kg.

E: 3,6 kg e 7,5 kg.

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Fisica

La reazione vincolare è la ________ che esercita un vincolo per ________ movimento di un altro corpo. La reazione vincolare esercitata da una superficie ha direzione ________ alla superficie, verso ________ superficie e modulo uguale alla forza ________ che agisce sulla superficie.

Posizionamento

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Fisica

Due forze vengono applicate ad un corpo rigido. Cosa possiamo dire della forza risultante?

A: Se le forze vengono applicate nello stesso punto si seguono le normali regole per la somma dei vettori.

B: Se le forze agiscono sulla stessa retta ma sono applicate in punti diversi bisogna calcolare il punto di applicazione considerando la proporzione d₁/d₂=F₂/F₁, dove d₁ e d₂ sono la distanza di F₁ e F₂ dal punto di applicazione.

C: Se le forze agiscono sulla stessa retta e hanno lo stesso verso la risultante avrà modulo uguale alla somma dei moduli delle due.

D: Se le forze agiscono su rette diverse che si intersecano la forza risultante avrà modulo uguale alla somma dei moduli delle due.

E: Se le forze sono parallele e agiscono in due punti diversi la risultante è applicata in un punto intermedio e ha modulo uguale alla somma o alla differenza dei due moduli.

Vero o falso

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Fisica

Daniele e Roberta vogliono spostare e ruotare il loro divano. Si posizionano ai due estremi del divano e Daniele applica una forza di 200 N, mentre Roberta applica una forza di 150 N, con direzioni parallele ma versi opposti. Il divano si muove come se venisse applicata una forza nel punto P distante 90 cm da Daniele.
Qual è la lunghezza totale del divano?

A: 210 cm

B: 180 cm

C: 120 cm

D: 160 cm

E: 240 cm

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Sopra un tavolo si trovano due libri di massa 1 kg ciascuno, uno sopra l'altro. La reazione vincolare del tavolo sui libri è di:

A: 10 N applicata tra il primo e il secondo libro.

B: 10 N applicata tra il tavolo e il primo libro.

C: 20 N applicata tra il primo e il secondo libro.

D: 20 N applicata tra il tavolo e il primo libro.

E: Nessuna delle precedenti.

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Fisica

Ad un'asta verticale viene applicata una forza con tre angolazioni diverse, ma sempre con la stessa intensità. Metti in ordine crescente i moduli delle reazioni vincolari dell'asta nei tre casi.

A: A < B < C

B: A < C < B

C: B < A < C

D: C < B < A

E: C < A < B

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Lo stesso oggetto viene posizionato in equilibrio su tre piani inclinati con angolazioni differenti come raffigurato.
Metti le figure in ordine decrescente per intensità della forza di attrito.

A: C > B > A

B: B > C > A

C: A > B > C

D: B > A > C

E: C > A > B

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Un'asta lunga 2 m è fissata ad un'estremità. La sua massa è di 4 kg.
Calcola il modulo del momento generato della forza-peso quando l'asta è inclinata di 30° rispetto alla verticale.

A: M = 40 N · m

B: M = 20 N · m

C: M = 10 N · m

D: M = 60 N · m

E: M = 50 N · m

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Fisica

Per sterzare Alice applica al volante della propria auto una coppia di forze: la mano sinistra applica al volante una forza verso il basso di 5 N e la mano destra una verso l'alto di 15 N. Il volante ha un raggio di 18 cm.
Quanto vale il momento della coppia di forze?

M = ________ N · 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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Un apribottiglie viene utilizzato come leva di secondo genere: si posiziona l'apertura sul tappo della bottigla e si preme verso l'alto, in modo che l'estremità opposta dell'apribottiglia faccia da fulcro.

La distanza tra il punto di applicazione sul tappo e il fulcro è di 1,5 cm, mentre la distanza tra il manico e il fulcro è di 7,5 cm.

Applicando una forza di 20 N sul manico, che forza si esercita sul tappo della bottiglia?

A: 4 N

B: 10 N

C: 100 N

D: 400 N

E: Nessuna delle precedenti.

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Fisica

Una scala è appoggiata ad un muro formando un angolo di 60° con il pavimento. L'attrito tra il muro e la scala è trascurabile, mentre è significativo quello tra la scala e il pavimento. La scala ha massa 21 kg ed è lunga 4,0 m.
Quanto vale la forza di attrito tra il pavimento e la scala?

A: 42 N

B: 90 N

C: 59 N

D: 104 N

E: 52 N

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Fisica

Alle due estremità di un'asta orizzontale lunga 30 cm, di massa trascurabile, vengono appesi due oggetti di massa 10 g e 20 g. Dove si trova il baricentro del sistema?

A: A 10 cm dalla massa di 10 g.

B: A 10 cm dalla massa di 20 g.

C: A 5 cm dalla massa di 10 g.

D: A 5 cm dalla massa di 20 g.

E: A metà dell'asta.

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Fisica

Un quadro è sostenuto da due fili di nylon inclinati di 30° come in figura. La massa del quadro è di 3,8 kg. Qual è la tensione su ciascuno dei due fili?

A: 22 N

B: 19 N

C: 37 N

D: 45 N

E: Nessuna delle precedenti.

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