Esercizi sul piano inclinato

  1. Un corpo di massa 10 kg è appoggiato su un piano inclinato di 30° rispetto all’orizzontale;

    a) rappresentare graficamente la situazione;

    b) indicare nel grafico la forza peso e le sue componenti nelle direzioni parallela e perpendicolare al piano;

    c) disegnare la reazione vincolare esercitata dal piano;

    d) calcolare il modulo della componente della forza peso nella direzione parallela al piano;

    e) calcolare il modulo della componente della forza peso nella direzione perpendicolare al piano.

piano

Forza peso = m x g = 10 x 9,8 = 98 N; ( è la forza tratteggiata in figura)

Forza peso parallela: F// = m x g x sen30° = 98 x 0,5 = 49 N (Fpx in figura).

Forza peso perpendicolare = m x g x cos30° = 98 x 0,866 = 84,9 N (Fpy in figura).

La reazione vincolare Fv è verso l’alto, opposta alla F perpendicolare al piano.

 

2)  Un oggetto parte da fermo
da un altezza ho e scivola lungo un piano inclinato privo di attrito. Poi risale lungo un piano inclinato scabro che forma un angolo di 45° con l’orizzontale. Sapendo che il coefficiente d’attrito vale 0,5 calcolare l’altezza massima raggiunta dall’oggetto sul secondo piano.

inclin
L’oggetto ha energia Uo = mgho, scende e l’energia diventa cinetica, se non c’è attrito, rimane uguale, si conserva.

Uo = mgho

Forza attrito = 0,5 x mg cos45°; la forza d’attrito fa perdere velocità, fa lavoro negativo e l’oggetto raggiunge una quota h1 < ho.
sen45° = h1 / S
L = Forza x Spostamento;
lo spostamento si trova facendo:   S = h1/sen45°;

Lavoro forza attrito = F x Spostamento = 0,5 x mg cos45° x (h1) /sen45°
Lavoro forza attrito = 0,5 x mg x h1 (cos45° / sen45°)

La differenza di energia è uguale al lavoro fatto dalla forza d’attrito.

cos 45° = sen 45° ;  quindi cos45° / sen45°= 1

mgh1 = mgho – Lavoro Fattrito

mg ho – mg h1 = 0,5 x mg x h1 ;    mg si semplifica, rimane:

ho – h1 = 0,5 x h1

h1+ 0,5 h1 = ho

1,5 h1 = ho

h1 = ho / 1,5 = ho / (3/2) = 2/3 x ho (nuova altezza raggiunta).

 

3. Un corpo di massa 8 Kg viene lanciato con una velocità di 1,4 m/s, da un’altezza di 1,3 m,  lungo un piano inclinato di 45 gradi; il coefficiente d’attrito è di 0,35. Calcolare accelerazione di discesa e la velocità alla base del piano.

pallina

Sul piano inclinato le forze sono F parallela al piano e la forza d’attrito.

F// = mg sen45° = 8 x 9,8 x sen45° = 55,4 N

Fattrito = 0,35 x mg cos45° = 0,35 x 78,4 x 0,707 = 19,4 N (forza contraria al moto, frenante)

Fris = 55,4 – 19,4 = 36 N

accelerazione di discesa:

a = Fris / m = 36 / 8 = 4,5 m/s^2

L = Fris * S;         L = 1/2 m V^2 – 1/2 m Vo^2 (teorema energia cinetica)

spostamento S = h / sen45° = 1,3 / 0,707 = 1,84 m

L = 36 x 1,84 = 66,2 J

1/2 m V^2 = L + 1/2 m Vo^2

1/2 m V^2 = 66,2 + 1/2 x 8 x 1,4^2 = 74 J

V = √(2 x 74/8) = 4,3 m/s

4. Come si trovano seno e coseno?

In un triangolo rettangolo:

sen(beta) = cateto opposto /ipotenusa

sen(beta) = Y / R;

allora: Y = R sen(beta) ; ( Se R è il vettore forza, si trova la sua componente sull’asse y, verticale)

cos(beta) = cateto adiacente / ipotenusa

cos(beta) = X / R

X = R cos(beta) ; ( Se R è il vettore forza, si trova la sua componente sull’asse x , orizzontale); vedi figura.

Esempio:
F = 100 N; beta = 30°; Fx = 100 x cos30° = 86,6 N; Fy = 100 x sen30° = 50 N

seno

Annunci

Esercizi di Fisica di Elettrostatica

  1. Un elettrone si sposta da un punto A ad un punto B, distanti 2 metri, lungo la direzione e il verso di un campo elettrico uniforme e costante di modulo E=100 V/m. Determinare
    la differenza di potenziale, di energia potenziale elettrica e di energia cinetica dell’elettrone  tra A e B. ( e = 1.6*10^-19 Coulomb).
    campoE

Delta V = Va – Vb = E x d = 100 x 2 = 200 Volt; (differenza di potenziale)
( Intendiamo DeltaV in valore assoluto in quanto  DeltaV = Vb – Va = – 200 V)

Va > Vb; le linee di forza del campo vanno da potenziale maggiore (polo positivo +), verso il potenziale minore (polo negativo -). Se l’elettrone negativo si sposta da A a B va verso il polo negativo, quindi viene frenato dal campo E.

Ua – Ub = q x (Va – Vb) = – 1,6 x 10^-19 x 200 = – 3,2 x 10^-17 J

Lavoro L del campo: L = Ua – Ub = – 3,2 x 10^-17 J < 0 è negativo perché l’elettrone viene rallentato nel suo moto.
Per il teorema dell’energia cinetica:
L = 1/2 m V^2 – 1/2 m Vo^2 ; il lavoro è uguale alla variazione di energia cinetica quindi

DeltaEc = – 3,2 x 10^-17 J ; la velocità dell’elettrone diminuisce.

 

2. Tre cariche elettriche sono disposte come in figura.  q1 = q2 = – 2 C.
q1  è sull’asse orizzontale; q2 è in basso sull’asse verticale.  La distanza L indicata in figura è pari 3 metri. Calcolare la forza esercitata sulla carica di q3 = -3 C .

cariche

Forza fra q3 = – 3 C e q1 = – 2 C sull’asse orizzontale, repulsiva, quindi  q3 viene spinta verso destra nella figura lungo l’asse.

Forizz = F13 = 9 x 10^9 x 3 x 2 / (2L)2 = 54 x 10^9 / 36 = 1,5 x 10^9 N

Distanza fra q2 =  – 2 C sull’asse verticale e q3 = – 3 C ;
R23 = radicequadrata ( 4L^2 + L^2 ) = L x (radicequadrata 5) = 6,71 m

Fobliqua = F23 = 9 x 10^9 x 3 x 2 / (3 radice5)^2 = 1,2 x 10^9 N repulsiva lungo R
R23 è l’ipotenuss del triangolo che ha per vertici O q2 q3. Consideriamo l’angolo
in q2. Il seno dell’angolo è il cateto opposto L diviso l’ipotenusa R23 = L radice(5)

sen(angolo) = L / (Lradice5)

angolo = sen^-1 ( L / 6,71) = sen^-1 (0,447) = 26,57°

Scomponiamo la F23 obliqua

Fx = F23 x sen(angolo)

Fy = F23 x cos(angolo)

Fx = 1,2 x 10^9 x 0,447 = 0,54 x 10^9 N

Fy = 1,2 x 10^9 x cos 26,57° = 1,07 x 10^9 N

F13 + Fx = (1,2 + 0,54) x 10^9 = 1,74 x 10^9 N (componente lungo l’asse orizzontale);

Fvertic = Fy = 1,07 x 10^9 N (componente lungo l’asse verticale) ;

Con il teorema di Pitagora:
Frisultante = (radice quadrata(1,74^2 + 1,07^2) ) x 10^9 = 2,04 x 10^9 N

 

3.  Perché si è stabilito che il verso della corrente elettrica sia opposto al reale movimento degli elettroni?

E’ stato Ampère a stabilire il verso. Non sapeva esistessero gli elettroni, scoperti da Thomson nel 1897. Per la nostra testa è più facile pensare a cariche positive che vanno dal polo + positivo, verso il polo – negativo, particelle che vanno in discesa da potenziale più alto verso potenziale più basso, come oggetti che cadono. Invece succede il contrario, elettroni che vanno dal – verso il +.

Ma ormai Ampère aveva definito la corrente, da tanto tempo, quindi è rimasta questa convenzione di comodo e nei circuiti si disegna il verso della corrente dal + al – .

Andre-Marie-Ampere

 

4. In un condensatore a facce piane e parallele è immagazzinata un energia di
1 microjoule.
L’ area delle facce è di 25 mm^2 mentre la distanza tra le armature è di 0,5 mm
Trovare il valore del campo elettrico tra le armature del condensatore.

condensa

Energia accumulata = 1 x 10^-6 J ;
ε = 8,85 x 10^-12 F/m (costante del dielettrico del vuoto).

Energia = 1/2 C V^2 ;  (lavoro di carica del condensatore).

C = ε x Area / d = (8,85 x 10^-12 )x (25 x 10^-6 m^2) / ( 0,5 x 10^-3 m)

C = 4,425 x 10^-13 F

V ^2 = 2 x Energia /C

V = radicequadrata( 2 x Energia /C) = radicequadrata( 2 x 10^-6 / 4,425 x 10^-13 ) = 2126 V

E = V/d = 2126 / (0,5 x 10^-3) = 4,25 x 10^6 V/m (campo elettrico)

Risultati esami maturità 2016 – 2017

Risultati esami 2016 – 2017 Tabella Excel grafici

Totale studenti 119.

23 studenti hanno ottenuto 100, (19%) : 5 ragazzi, 18 ragazze.
(5 studenti con Lode: 1 ragazzo, 4 ragazze).

26 studenti hanno ottenuto da 90 a 99, (22%).

24 studenti hanno ottenuto da 80 a 89, (20%).

33 studenti hanno ottenuto da 70 a 79, (28%).

13 studenti hanno ottenuto da 60 a 69, (11%).

 

Classico   Ling A   Ling B
92 90 80
72 91 67
89 86 95
77 83 66
75 98 100 Fem
77 82 95
100 Fem 77 92
100 Fem 90 80
97 100 Fem 79
62 72 100 Fem
75 69 69
81 100 Lode Fem 81
78 83 100 Fem
88 90 73
98 73 74
80 85,60 Media 74
100 Lode Fem 76
92 73
85,17 Media 81,89 Media
Scient  A   Scient B   Econom A Econom B
96 71 77 100 Masc
100 Masc 62 87 100 Masc
68 100  Fem 76 77
80 70 89 82
78 98 100 Fem 95
70 78 96 100 Fem
94 100  Masc 82 91
100 Lode Fem 96 78 75
76 100 Lode Masc 100 Fem 96
68 100 Fem 76 66
60 82 96 73
93 95 72 87
87 88 100 Fem 86,83 Media
68 84 74
100 Fem 74 76
80 96 71
68 100 Fem 84,38 Media
95 87
90 86
82,68 Media 60
100 Lode Fem
87,00 Media

Le ragazze battono i ragazzi alla grande.

Trattazione argomenti d’esame per le classi 5 scientifico A e 5 classico. Programmi svolti anno 2016- 2017

Programma d’esame per la classe 5 Scientifico A  2016 – 2017

trattazione-argomenti-di-fisica-5sa-2016-2017

Programma svolto 5 scientifico A 2016 – 2017

5-sa-programma-svolto-anno-2016-2017
__________________________________________________________________

Per la quinta liceo classico:
trattazione argomenti d’esame di fisica 5 classico 2016 – 2017

trattazione-argomenti-di-fisica-5-classico-2016-2017

Programma svolto 5 classico 2016 – 2017

5 classico programma svolto 2016 -2017

_________________________________________________________________

Programma svolto 4 classico  2016 – 2017

4classico-2016-2017-programma-svolto

_______________________________________________________________

Programma svolto 4 scientifico A – C  2016 – 2017

4sa-4sc-2016-2017-programma-svolto

_____________________________________________________

Programma svolto 3 scientifico A  2016 – 2017

3-sa -programma-svolto-2016-2017

______________________________________________________

Programma svolto 2 scientifico A   2016 – 2017

2sa programma-svolto-2016-2017

________________________________________________________

4 Sa 2016 - 2017

4  scientifico A – Anno scolastico 2016 – 2017. Aula di Fisica.

______________________________________________________________________

2sa

 

2sa 2017

2 scientifico A 2016 – 2017  (7 giugno 2017)

_______________________________________________________

4SC 2017

4 Scientifico C – Anno 2016 – 2017

4 Scientifico C

4 scientifico C – Laboratorio di fisica – 7 giugno 2017

 

___________________________________________________________________

5 Sa 2016 - 2017

5 Scientifico A – Fisica – Anno scolastico 2016 – 2017.  (Ci siamo tutti, un vero miracolo).

 

5 classico anno 2016- 2017

5 classico – Fisica – Anno scolastico 2016 – 2017

foto 5 S A maggio 2017

5 scientifico A – Anno scolastico 2016 – 2017 (Compleanno di Martina, mancano due studenti!).

lorentz

selettore velocità

moto di una particella carica in un campo E e in un campo B incrociati.

Selettore di velocità – Spettrometro di massa

selettore velocità

moto di una particella carica in un campo E e in un campo B incrociati.

 

 

Prendiamo un condensatore piano carico posizionato orizzontalmente su un piano. L’armatura sottostante sia carica negativamente. positivamente l’altra. Una particella carica che entri orizzontalmente nello spazio del condensatore  devia verso l’alto se è negativa, verso il basso se è  positiva.

Immergiamo il condensatore in un campo magnetico B1 entrante nella pagina. Le linee di forza del campo B1  sono perpendicolari a V. Per effetto della forza di Lorentz le particelle cariche sono deviate: le positive verso l’alto, le negative verso il basso, secondo la regola della mano destra.

lorentz

 

Per le particelle che mantengono rettilinea la loro traiettoria la prima forza sarà uguale alla seconda. La prima è una forza di natura elettrostatica e sarà   F=qE (in valore assoluto); la seconda è di tipo magnetico, è la forza di Lorentz,  F=qVB1 sen(alfa) (in valore assoluto), se alfa = 90° F = qVB1)). Uguagliando le due forze, semplifichiamo la q e otteniamo

V=E/B1.

Da qui segue che agendo sui valori di E e di B1 si possono selezionare le particelle di una determinata velocità. In genere si pone uno schermo forato davanti al condensatore di modo che attraversino il foro solo le particelle della velocità cercata.

Se la particella selezionata entra in un secondo campo B2, possiamo ricavare la massa della particella, o il raggio della traiettoria circolare.

Anno scolastico 2016 – 2017 Programmazione di fisica

Tag

Anno scolastico 2016 – 2017          Argomenti di Fisica

foto 5 S A maggio 2017

Classe 5 scientifico A  –  maggio 2017 (mancano Giacomo e Matteo: rifare foto)

Programmazione iniziale per le classi
2 – 3 – 4 – 5  scientifico A e 4 scientifico C ;   
4 – 5 classico

Scientifico

2sa16-17inizio

3sa16-17iniz

4sa-c16-17iniz

5sa16-17iniz

Classico

4class16-17inizio

5classico16-17iniz

fulmine  ballmongolfiere

Le quinte scientifico A e B partiranno per il viaggio d’istruzione a Ginevra nei giorni 8 – 9 – 10 novembre 2016. Visiteranno il Cern e la sede dell’ONU.
Aprire il Power point:

ginevra-immagini-pp

Trio sul tubo

Al Cern di Ginevra marzo 2012

Tuboacceleratore

Tubo acceleratore

2sa 2016-17

Classe 1 Scientifico a, anno 2015 – 2016 Classe 2 S a nell’anno 2016 – 2017. Mancano Thomas e Cristi che si sono aggiunti in questo anno scolastico.

Risultati dell’esame di maturità – anno 2015-2016. Programmi svolti nell’anno scolastico 2015-2016

Studenti che hanno superato l’esame di maturità nell’anno 2015 – 2016

maturi2016

Anno scolastico 2015 – 2016. 102 maturi: 15 del liceo classico, 38 dello scientifico, 27 del linguistico, 22 dell’economico.

Anno 2015-2016 102 studenti
13 studenti:  100 12,70% 6 con lode 5,90%
27 studenti: 90-99 26,50%
27 studenti:80-89 26,50%
27 studenti: 70-79 26,50%
8 studenti:63-69 7,80%
Media generale: 84,87

Scientifico A                         +                       Scientifico B

100 100 Lode
98 100 Lode
95 100 Lode
93 100 Lode
92 100
90 100
88 98
86 95
85 92
82 92
81 90
80 88
80 88
75 80
74 79
72 77
71 65
70 65
63 63
Media  Media  
82,89 88,00  
Scientifico A Scientifico B  

 

Classico       +   Linguistico A        +                  Linguistico B

100 100 Lode 100
98 100 99
98 98 98
97 98 91
91 95 89
90 90 88
90 90 86
88 88 84
87 87 79
86 86 79
85 84 77
84 83 73
77 76
75 70
70 65
 87,73     media 87,33   media 86,92   media
 Classico  Linguistico A    Linguistico B

Economico

100 Lode
100
96
93
92
84
82
80
77
76
76
76
75
75
75
73
72
71
70
68
67
63
79,14  media
Economico

Risultati maturi2016

____________________________________________________________
____________________________________________________________

Classe 5 scientifico A  –  Anno scolastico 2015-2016

Programma svolto nell’anno scolastico 2015 – 2016
5-sa-programma-svolto-anno-2015-2016 (apri il file)

Trattazione sintetica di argomenti di fisica per la classe 5 scientifico:
trattaz_sint_5SA 2015-2016 (apri il file)

 

 

 

manodestra

seconda regola mano destra

cono2

Lo spazio-tempo di Hermann Minkowski

 

_________________________________________

Classe 5 Classico   Anno scolastico 2015-2016

Programma svolto nell’anno scolastico 2015 – 2016
5classico-programma-svolto-anno-15-16 (apri il file)

Trattazione sintetica di argomenti di fisica per la classe 5 classico:

trattsintetica15-16classico(apri il file)

rifrazione_riflessione

Riflessione e rifrazione della luce.

iceberg

Iceberg: galleggiamento. Legge di Archimede.

 

Programmi svolti nell’anno scolastico 2015 – 2016

Classe 2 scientifico A    2saprogramma-svolto-2015-2016

Classi 3 scientifico A e C      3-sa -c-programma-svolto-2015-2016

Classe 4 scientifico       4sa-2015-2016-programma-svolto

 

Classe 4 classico     4classico-2015-2016-programma-svolto

 

Anno scolastico 2015– 2016 – Programmazione iniziale del corso di fisica. Argomenti che verranno trattati –– Liceo Scientifico A e C – Liceo Classico

Tag

 

Trattazione sintetica di argomenti di fisica per la classe 5 scientifico: (aprire il file sotto)

trattazione di fisica 5 Scientifico2015-2016

 

ginevra5scientifico27-1-16

Esempi di terza prova:

sim terza prova fisica scient

terza prova fisica coulomb5-09

Prova 28 febbraio13 5scient

simterza prova fisica classico-2010

Programmazione di FISICA per le classi:
2 Scientifico A; 3 Scientifico A; 
3 Scientifico C; 4 Scientifico A; 5 Scientifico A; 4 Classico; 5 Classico.
( aprire i file sottostanti).

2 S A – Programmazione di fisica 2015-2016

3 S A e 3 S C – Programmazione di fisica 2015-2016

4 S A – Programmazione di fisica 2015-2016

5 S A – Programmazione di fisica 2015-2016

4 Classico – Programmazione di fisica 2015-2016

5 Classico – Programmazione di fisica 2015-2016

3Sa 2015-2016

Terza Scientifico A anno scolastico 2015- 2016

3Sc 2015-2016

Terza Scientifico C anno scolastico 2015-2016

 

4sa 2015-2016

Quarta scientifico A anno 2015-2016 (con prof. Raschi)

3 scientifico a b c.   2015 – 2016  Al Vesuvio

3Sa OV

2sa 2015-2016

Seconda Scientifico A 2015-2016 (con prof. Raschi)

 

donne di 5 classico 2015-2016

Donne di quinta classico- anno 2015-2016

 

donne di 4classico

Donne di quarta classico anno 2015-2016

veglione 2016

Veglione studentesco febbraio 2016

 

Sfera di Tesla

Sfera di Tesla

Risultati Esami Conclusivi – Anno scolastico 2014 – 2015

13 luglio 2015 Studenti diplomati della scuola secondaria superiore di San Marino - 2014 - 2015

13 luglio 2015 Studenti diplomati della scuola secondaria superiore di San Marino – 2014 – 2015

Ricordando la 5 scientifico A e la 5 classico 2014 – 2015.

(Un anno vissuto insieme pericolosamente.)

5 scientifico A 2014 - 2015

5 scientifico A 2014 – 2015

5 classico 2014 - 2015 a 100 giorni dall'esame

5 classico 2014 – 2015 a 100 giorni dall’esame

Tredici ragazze hanno ottenuto 100.

Tredici ragazze hanno ottenuto 100.

________________________________________________________

5 Liceo Classico:  100 L; 100 L; 100; 96; 94; 89; 85; 76; 75; 75; 74; 64.

Media della classe:   85,7;       Percentuale di 100:   3/12 = 25%

____________________________________________________________

5 Linguistico A  :  100; 100; 90; 90; 87; 86; 85; 83; 82; 77; 77; 68; 67.

Media della classe:  84;          Percentuale di 100:   2/13 = 15%

____________________________________________________________

5 linguistico B  : 100; 100; 100; 98; 98; 89; 89; 89; 76; 76; 75; 73; 60.

Media della classe: 86,4;         Percentuale di 100:   3/13 = 23%  

___________________________________________________________

5 Scientifico A  : 100; 100; 98; 96; 95; 78; 75; 75; 74; 73; 73; 71; 61; 60.

Media della classe: 80,6;        Percentuale di 100:   2/14 = 14%  

_____________________________________________________________

5 Scientifico B : 100; 98; 98; 85; 85; 85; 85; 82; 82; 79; 77; 70; 70; 68.

Media della classe: 83,1;        Percentuale di 100:   1/14 = 7%  

_____________________________________________________________

5 Economico A: 97; 92; 89; 87; 86; 85; 84; 84; 78; 77; 72; 72; 71;

                           70; 69; 69.

Media della classe: 80,1;        Percentuale di 100:   0/16 = 0%  

_______________________________________________________________

5 Economico B: 100; 100; 95; 84; 84; 83; 81; 77; 77; 72; 71; 71; 65; 64.

Media della classe: 80,3;         Percentuale di 100:   2/14 = 14%  

______________________________________________________________

Media generale: 83;

Percentuale di 100:  —->  13/96 = 13,5%;

Voti dal 60 al 69:   —->    10/96  = 10,4%

Voti dal 70 al 79:    —->    32/96 = 33%

Voti dall’ 80 all’ 89:  —->    26/96 = 27%

Voti dal 90 al 99: —->    14/96 = 14,6%

Voto 100:     —->    13/96 = 13,5%
(di cui 100 con Lode:  —-> 2/96 = 2,1%)

Fascia alta ≥ 90:   —->    27/96 = 28%

Programmi svolti nell’anno scolastico 2014 – 2015 Programmi per esami conclusivi 2014 – 2015

Tag

Programmi svolti nell’anno scolastico 2014 – 2015   Programmi per esame di maturità 

5 Sa Programma svolto – anno 2014 – 2015  

5 Scientifico A trattazione sintetica argomenti di fisica 2014 – 2015

________________________________________________ 

5classico-programma svolto anno 2014-2015

5 classico trattazione sintetica argomenti di fisica 2014-2015

Campo magnetico terrestre

Campo magnetico terrestre

________________________________________________________________

2 Liceo scientifico A e C:
programma di fisica svolto nell’anno scolastico 2014-2015

2S A e C programma di fisica svolto nell’anno scolastico 2014-2015

Piano inclinato di Galileo Galilei

Piano inclinato di Galileo Galilei

______________________________________________________________

3 Liceo scientifico A :
programma di fisica svolto nell’anno scolastico 2014-2015

3 Scientifico A programma svolto nell’anno scolastico 2014 – 2015

Energia potenziale ed energia cinetica.

Energia potenziale ed energia cinetica.

_____________________________________________________________

4 Liceo scientifico A :
programma di fisica svolto nell’anno scolastico 2014-2015

4 Scientifico A programma di fisica svolto nell’anno scolastico 2014-2015

20 marzo 2015 eclissi di sole

20 marzo 2015 eclissi di sole

___________________________________________________________

4 Liceo Classico :
programma di fisica svolto nell’anno scolastico 2014-2015

4 Liceo Classico programma di fisica svolto nell’anno scolastico 2014-2015

Eratostene misura la Terra

Eratostene misura la Terra

Eratostene: Cirene, 275 a.C. circa – Alessandria d’Egitto, 195 a.C. circa