In questo elenco troverai esercizi sui principali argomenti di Fisica trattati al 1° anno della scuola superiore. Esercitati e risolvi i tuoi dubbi con le risposte spiegate passo dopo passo.
Domanda 1 - Movimento uniforme (cinematica)
Un'auto percorre una strada diritta e deserta e il conducente mantiene una velocità costante di 80 km/h. Dopo che sono trascorse 2 ore dall'inizio del viaggio, l'autista ha guidato
R) 40 km.
B) 80 km.
C) 120 km.
D) 160 km.
E) 200 km.
obiettivo
Determinare la distanza percorsa dal conducente, in km.
Dati
- Il movimento è uniforme, cioè con velocità costante e accelerazione nulla.
- Il modulo di velocità è di 80 km/h
- Il tempo di viaggio è stato di 2 ore.
Risoluzione
Calcoliamo la distanza utilizzando la formula della velocità:
Dove,
è la distanza percorsa in km.
è l'intervallo di tempo in ore.
Poiché vogliamo la distanza, ci isoliamo nella formula.
Sostituzione dei valori:
Conclusione
Viaggiando a velocità costante di 80 km/h, dopo 2 ore di viaggio il conducente percorre 160 km.
Esercitati di più esercizi di cinematica.
Domanda 2 – Movimento uniformemente vario (cinematica)
In una corsa automobilistica su una pista ovale, una delle auto accelera uniformemente a velocità costante. Il pilota parte da fermo e accelera per 10 secondi fino a raggiungere la velocità di 40 m/s. L'accelerazione raggiunta dall'auto è stata
A) 4 m/s²
B) 8 m/s²
C) 16 m/s²
D) 20 m/s²
E) 40 m/s²
obiettivo
Determinare l'accelerazione nell'intervallo di tempo di 10 secondi.
Dati
Intervallo di tempo di 10 s.
Variazione di velocità da 0 a 40 m/s.
Risoluzione
Poiché c'è una variazione di velocità, il tipo di movimento viene accelerato. Poiché la velocità di accelerazione è costante, si tratta di un movimento uniformemente vario (MUV).
L'accelerazione è la variazione della velocità in un periodo di tempo.
Dove,
IL è l'accelerazione, in m/s².
è la variazione di velocità, cioè la velocità finale meno la velocità iniziale.
è l'intervallo di tempo, ovvero il tempo finale meno il tempo iniziale.
Poiché l'auto parte da ferma e il tempo inizia a rallentare non appena l'auto inizia a muoversi, la velocità e il tempo iniziali sono pari a zero.
In sostituzione dei dati forniti nell'informativa:
Conclusione
In questo intervallo di tempo l'accelerazione dell'auto è stata di 4 m/s².
Vedi esercizi Movimento uniformemente vario
Domanda 3 - Prima legge di Newton (dinamica)
Immagina un treno che viaggia attraverso il Brasile. All'improvviso, il macchinista deve frenare improvvisamente il treno a causa di un ostacolo sui binari. Tutti gli oggetti sul treno continuano a muoversi, mantenendo la velocità e la traiettoria che avevano prima. I passeggeri vengono lanciati in giro per la carrozza, penne, libri e persino quella mela che qualcuno ha portato per pranzo fluttuano nell'aria.
Il principio della Fisica che spiega cosa succede all'interno della carrozza ferroviaria è
a) la Legge di Gravità.
b) la Legge di Azione e Reazione.
c) la Legge d'Inerzia.
d) la Legge sul risparmio energetico.
e) la Legge sulla Velocità.
Spiegazione
La prima legge di Newton, chiamata anche legge di inerzia, afferma che un oggetto a riposo rimarrà a riposo, e un oggetto a riposo rimarrà a riposo. Un oggetto in movimento continuerà a muoversi a velocità costante a meno che non agisca su di esso una forza esterna.
In questo caso, anche se il treno riduce bruscamente la velocità, gli oggetti continuano a muoversi a causa a causa dell'inerzia, la tendenza dei corpi è di mantenere il loro stato di movimento (direzione, modulo e direzione) o riposo.
Potresti essere interessato a saperne di più su Prima legge di Newton.
Domanda 4 - Seconda Legge di Newton (dinamica)
In un corso di fisica sperimentale si realizza un esperimento utilizzando scatole di massa diversa e applicando a ciascuna una forza costante. L'obiettivo è capire come l'accelerazione di un oggetto è correlata alla forza applicata e alla massa dell'oggetto.
Durante l'esperimento la scatola mantiene un'accelerazione costante di 2 m/s². Successivamente, vengono apportate modifiche alla massa e alla forza nelle seguenti situazioni:
I - La massa rimane la stessa, ma il modulo di forza è due volte più grande dell'originale.
II - La forza applicata è la stessa dell'originale, però la massa è raddoppiata.
I valori delle nuove accelerazioni rispetto all'originale, in entrambi i casi, sono rispettivamente
IL)
B)
w)
D)
È)
La relazione tra forza, massa e accelerazione è descritta dalla seconda legge di Newton, che dice: la forza risultante che agisce su un corpo è uguale al prodotto della sua massa per la sua accelerazione.
Dove,
FR è la forza risultante, la somma di tutte le forze che agiscono sul corpo,
m è la massa,
a è l'accelerazione.
Nella situazione I, abbiamo:
La massa rimane la stessa, ma l’entità della forza è raddoppiata.
Per differenziare, utilizziamo 1 per le quantità originali e 2 per quella nuova.
Originale:
Nuovo:
La forza 2 è il doppio della forza 1.
F2 = 2F1
Poiché le masse sono uguali, le isoliamo in entrambe le equazioni, le equiparamo e risolviamo per a2.
Sostituendo F2,
Pertanto, quando raddoppiamo l'intensità della forza, anche l'intensità dell'accelerazione viene moltiplicata per 2.
Nella situazione II:
Equalizzare le forze e ripetere il processo precedente:
Sostituzione m2,
Pertanto, raddoppiando la massa e mantenendo la forza originaria, l'accelerazione si dimezza.
Hai bisogno di rinforzo con Seconda legge di Newton? Leggi i nostri contenuti.
Domanda 5 - Terza legge di Newton (dinamica)
Un insegnante di fisica, entusiasta dell'apprendimento pratico, decide di realizzare uno strano esperimento in classe. Si mette un paio di pattini a rotelle e poi spinge contro un muro. Esploreremo i concetti fisici coinvolti in questa situazione.
Quando si spinge contro il muro dell'aula indossando un paio di pattini a rotelle, cosa succederà all'insegnante e quali sono i concetti fisici coinvolti?
a) A) L'insegnante verrà proiettato in avanti, a causa della forza applicata al muro. (Legge di Newton – Terza Legge di Azione e Reazione)
b) L'insegnante rimarrà fermo, poiché c'è attrito tra i pattini e il pavimento. (Legge di Newton - Conservazione della quantità del moto lineare)
c) L'insegnante rimane immobile. (Legge di Newton - Attrito)
d) L'insegnante verrà scagliato all'indietro, a causa del rotolamento dei pattini, a causa dell'applicazione della reazione al muro. (Legge di Newton – Terza Legge di Azione e Reazione)
e) I pattini dell'insegnante si surriscaldano a causa dell'attrito con il pavimento. (Legge di Newton - Attrito)
La terza legge di Newton spiega che ogni azione produce una reazione della stessa intensità, stessa direzione e direzione opposta.
Quando si applica una forza contro il muro, la reazione spinge l'insegnante nella direzione opposta, con la stessa intensità della forza applicata.
La Legge di azione e reazione agisce su coppie di corpi, mai sullo stesso corpo.
Non appena i pattini permettono di rotolare, il baricentro dell'insegnante viene lanciato all'indietro e lui scivola attraverso la stanza.
Ricorda il Terza legge di Newton.
Domanda 6 – Legge di gravitazione universale
Il club di fisica della scuola sta esplorando l'orbita della Luna attorno alla Terra. Vogliono comprendere la forza di attrazione gravitazionale tra la Terra e il suo satellite naturale, applicando i principi della Legge di Gravitazione Universale di Newton.
Le stime di massa lo sono kg per la Terra e circa 80 volte più piccolo per la Luna. I loro centri si trovano ad una distanza media di 384.000 km.
Sapendo che la costante di gravitazione universale (G) è N⋅m²/kg², la forza di attrazione gravitazionale tra la Terra e la Luna è approssimativamente
IL)
B)
w)
D)
È)
La Legge di Gravitazione Universale di Newton afferma che: "La forza di attrazione gravitazionale tra due masse (m1 e m2) è direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse per la costante di gravitazione universale e inversamente proporzionale al quadrato di due distanza.
La sua formula:
Dove:
F è la forza di attrazione gravitazionale,
G è la costante di gravitazione universale,
m1 e m2 sono le masse dei corpi,
d è la distanza tra i centri delle masse, in metri.
Sostituzione del valore:
Vedi di più su Forza gravitazionale.
Domanda 7 - Caduta libera (Movimento in un campo gravitazionale uniforme)
In un compito pratico per la Fiera della scienza della scuola, un gruppo esporrà gli effetti di un campo gravitazionale uniforme. Dopo una spiegazione del concetto di gravità, eseguono un esperimento pratico.
Due sfere di acciaio, una del diametro di 5 cm e l'altra del diametro di 10 cm, vengono liberate dalla quiete, contemporaneamente momento, da uno dei membri del gruppo, da una finestra al terzo piano dell'edificio scuola.
A terra, un cellulare che registra al rallentatore registra l'istante esatto dell'impatto delle sfere al suolo. Su un foglio, il gruppo chiede agli spettatori di selezionare l'opzione che, secondo loro, spiega la relazione tra le velocità degli oggetti quando toccano il suolo.
Tu, con una buona conoscenza della fisica, selezionerai l'opzione che dice
a) l'oggetto più pesante avrà una velocità maggiore.
b) l'oggetto più leggero avrà una velocità maggiore.
c) entrambi gli oggetti avranno la stessa velocità.
d) la differenza di velocità dipende dall'altezza della torre.
e) la differenza di velocità dipende dalla massa degli oggetti.
Trascurando gli effetti dell'aria, tutti gli oggetti cadono con la stessa accelerazione dovuta alla gravità, indipendentemente dalla loro massa.
Il campo gravitazionale attrae gli oggetti al centro della Terra con la stessa accelerazione costante di circa .
La funzione velocità è descritta da:
Essendo Vi la velocità iniziale uguale a zero e l'accelerazione g:
La velocità, quindi, dipende solo dal valore dell'accelerazione di gravità e dal tempo di caduta.
La distanza percorsa può essere misurata anche da:
È possibile vedere che né la velocità né la distanza dipendono dalla massa dell'oggetto.
Allenati di più esercizi di caduta libera.
Domanda 8 - Lancio orizzontale (Movimento in un campo gravitazionale uniforme)
Una coppia di studenti, in un esperimento, lancia una palla orizzontalmente da un'elevata altezza. Mentre uno lancia la palla, l'altro, a una determinata distanza, registra un video della traiettoria della palla. Trascurando la resistenza dell'aria, si valuta la traiettoria e la velocità orizzontale della palla durante il movimento
a) una linea diritta discendente e la velocità orizzontale aumenterà.
b) una linea retta e la velocità orizzontale aumenterà con il tempo.
c) un arco di cerchio e la velocità orizzontale diminuirà con il tempo.
d) una linea ondulata e la velocità orizzontale fluttuerà.
e) una parabola, e la velocità orizzontale rimarrà costante.
Il movimento orizzontale e verticale sono indipendenti.
Se si ignora la resistenza dell'aria, la velocità orizzontale sarà costante, poiché non c'è attrito e il movimento è uniforme.
Il movimento verticale è accelerato e dipende dall'accelerazione di gravità.
La composizione dei movimenti forma la traiettoria di una parabola.
Sei interessato a saperne di più Lancio orizzontale.
Domanda 9- Potenza e prestazioni
Uno studente sta indagando sul rendimento di una macchina che, secondo le informazioni del produttore, è dell'80%. La macchina riceve una potenza di 10,0 kW. In queste condizioni la potenza utile offerta e la potenza dissipata dalla macchina sono rispettivamente
a) potenza utile: 6,4 kW e potenza dissipata: 3,6 kW.
b) potenza utile: 2,0 kW e potenza dissipata: 8,0 kW.
c) potenza utile: 10,0 kW e potenza dissipata: 0,0 kW.
d) potenza utile: 8,0 kW e potenza dissipata: 2,0 kW.
e) potenza utile: 5,0 kW e potenza dissipata: 5,0 kW.
Il rendimento (η) è il rapporto tra potenza utile e potenza ricevuta, espresso come:
La potenza utile, a sua volta, è la potenza ricevuta meno la potenza dissipata.
Potenza utile = potenza ricevuta - potenza dissipata
Con un rendimento pari all'80%, ovvero 0,8, abbiamo:
La potenza utile è quindi:
Potenza utile = potenza ricevuta - potenza dissipata
Potenza utile = 10 kW - 2 W = 8 kW
Potresti voler ricordare potenza meccanica e prestazioni.
Domanda 10- Sistema meccanico conservativo
In un laboratorio di Fisica, una pista con carrelli simula le montagne russe. Abbandonano il carro dalla sosta nel punto più alto del sentiero. Il carro poi scende diminuendo la sua altezza, mentre la sua velocità aumenta durante la discesa.
Se non vi è alcuna perdita di energia dovuta all’attrito o alla resistenza dell’aria, come si applica la conservazione dell’energia meccanica a questo sistema conservativo?
a) L'energia meccanica totale aumenta man mano che il carrello guadagna velocità.
b) L'energia meccanica totale diminuisce, poiché parte dell'energia viene convertita in calore a causa dell'attrito.
c) L'energia meccanica totale rimane costante, poiché non agiscono forze dissipative.
d) L'energia meccanica totale dipende dalla massa del carrello, poiché influenza la forza gravitazionale.
e) L'energia meccanica totale varia a seconda della temperatura ambiente, poiché influisce sulla resistenza dell'aria.
L'energia meccanica è la somma delle sue parti, come l'energia potenziale gravitazionale e l'energia cinetica.
Considerando il sistema conservativo, cioè senza perdite di energia, l’energia finale deve essere uguale a quella iniziale.
All'inizio il carro era fermo, con la sua energia cinetica pari a zero, mentre la sua energia potenziale era massima, poiché si trovava nel punto più alto.
Durante la discesa comincia a muoversi e la sua energia cinetica aumenta al diminuire dell'altezza, diminuendo anche la sua energia potenziale.
Mentre una porzione diminuisce, l'altra aumenta nella stessa proporzione, mantenendo costante l'energia meccanica.
Ricorda i concetti su energia meccanica.
Domanda 11 - Massa specifica o densità assoluta
In un'indagine sulle proprietà della materia, tre cubi di volumi e materiali diversi vengono utilizzati per creare una scala della massa specifica di questi materiali.
Con l'aiuto di una bilancia e di un righello si ottengono per i cubi:
- Acciaio: Massa = 500 g, Volume = 80 cm³
- Legno: Massa = 300 g, Volume = 400 cm³
- Alluminio: Massa = 270 g, Volume = 100 cm³
Dalla massa specifica più alta a quella più bassa i valori riscontrati sono:
a) Acciaio: 6,25 g/cm³, Alluminio: 2,7 g/cm³, Legno: 0,75 g/cm³
b) Legno: 1,25 g/cm³, Acciaio: 0,75 g/cm³, Alluminio: 0,5 g/cm³
c) Acciaio: 2 g/cm³, Legno: 1,25 g/cm³, Alluminio: 0,5 g/cm³
d) Alluminio: 2 g/cm³, Acciaio: 0,75 g/cm³, Legno: 0,5 g/cm³
e) Alluminio: 2 g/cm³, Acciaio: 1,25 g/cm³, Legno: 0,75 g/cm³
La massa specifica di un materiale è definita come la massa per unità di volume e si calcola con la formula:
Per il acciaio:
Al legna:
Per il alluminio:
Scopri di più su:
- Massa especifica
- Densità
Domanda 12 - Pressione esercitata da una colonna di liquido
Uno studente si tuffa in un lago al livello del mare e raggiunge la profondità di 2 metri. Qual è la pressione che esercita l'acqua a questa profondità? Considera l'accelerazione dovuta alla gravità come e la densità dell'acqua come
.
a) 21 Pa
b) 121 Pa
c) 1121 Pa
d) 121.000 pa
e) 200.000 Pa
La pressione in un fluido a riposo è data dalla formula:
P=ρ⋅g⋅h + P atmosferico
Dove:
P è la pressione,
ρ è la densità del fluido,
g è l'accelerazione dovuta alla gravità,
h è la profondità del fluido.
Esercitati di più esercizi idrostatici.
ASTH, Raffaello. Esercizi di fisica (risolti) per il 1° anno delle superiori.Tutta la materia, [nd]. Disponibile in: https://www.todamateria.com.br/exercicios-de-fisica-para-1-ano-do-ensino-medio/. Accesso a:
Vedi anche
- Esercizi sull'energia potenziale e cinetica
- Formule di fisica
- Esercizi sulle leggi di Newton commentati e risolti
- Lavora in fisica
- Esercizi idrostatici
- Fisica all'Enem
- Esercizi sull'energia cinetica
- Gravità
