Svolgi i 24 esercizi seguenti sul tuo quaderno, spiegando i passaggi e disegnando uno schema chiaro quando il problema lo richiede. Usa, dove necessario, g = 9,81 N/kg. Nei problemi con piano inclinato indica sempre la scelta degli assi di riferimento.
- Quale tra le seguenti grandezze NON è una caratteristica necessaria per definire completamente una forza?
- A) Il modulo
- B) La direzione
- C) La densità del corpo che la subisce
- D) Il punto di applicazione
- Due forze uguali e opposte applicate allo stesso punto materiale hanno risultante nulla e lasciano il corpo in equilibrio.
- Vero / Falso
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L'unità di misura della forza nel Sistema Internazionale è il ___, definito come la forza che imprime a un chilogrammo l'accelerazione di un metro al secondo quadrato.
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Associa ciascuna forza alla sua descrizione corretta. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Forza peso | Forza richiamante di una molla, F = k·x | | Forza elastica | Forza trasmessa lungo una fune tesa | | Tensione | Spinta perpendicolare di una superficie d'appoggio | | Reazione vincolare normale | Attrazione gravitazionale terrestre P = m·g |
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Una cassetta di frutta ha massa di 8,0 kg. Calcola il suo peso sulla superficie terrestre, usando g = 9,81 N/kg, e indica direzione e verso del vettore peso.
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Due forze perpendicolari fra loro, di moduli 3 N e 4 N, sono applicate nello stesso punto. Quanto vale la risultante?
- A) 1 N
- B) 5 N
- C) 7 N
- D) 12 N
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Spiega in 3-4 righe perché, per descrivere completamente una forza applicata a un corpo rigido, è indispensabile precisare anche il punto di applicazione.
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Sul piano inclinato di angolo α, la componente del peso parallela al piano vale P·cos α.
- Vero / Falso
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Una molla ha costante elastica k = 250 N/m. Viene allungata di 12 cm rispetto alla posizione di riposo. Calcola il modulo della forza elastica esercitata dalla molla.
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Il punto in cui possiamo immaginare concentrato l'intero peso di un corpo ai fini dell'equilibrio e del moto traslatorio si chiama ___.
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Un libro è appoggiato fermo sul tavolo. Quali due forze sono in equilibrio?
- A) Peso e forza di attrito
- B) Peso e reazione vincolare normale
- C) Peso e tensione
- D) Forza elastica e peso
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Un quadro di massa 3,0 kg è appeso al soffitto tramite due cavi simmetrici che formano ciascuno un angolo di 60° con la verticale. Calcola la tensione in ciascun cavo. Usa g = 9,81 N/kg.
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Associa ciascun tipo di equilibrio del corpo appoggiato alla situazione corrispondente. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Equilibrio stabile | Matita in piedi sulla punta | | Equilibrio instabile | Sfera su un piano orizzontale liscio | | Equilibrio indifferente | Bicchiere spinto oltre il bordo del tavolo | | Equilibrio rotto | Pendolo fermo nella posizione più bassa |
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Una coppia di forze, costituita da due forze uguali e opposte con rette di applicazione diverse, ha risultante nulla ma momento risultante diverso da zero.
- Vero / Falso
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Descrivi in modo dettagliato il procedimento generale per studiare l'equilibrio di un punto materiale soggetto a più forze. Indica quali passaggi seguire dal disegno dello schema alle equazioni risolutive.
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Una valigia di massa 25 kg è ferma su un piano inclinato liscio di 20°, trattenuta da una fune parallela al piano. Calcola la tensione della fune e la reazione vincolare normale. Usa g = 9,81 N/kg.
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Aumentando l'angolo di inclinazione di un piano inclinato, mantenendo lo stesso corpo:
- A) La componente parallela del peso aumenta e quella perpendicolare diminuisce
- B) Entrambe le componenti aumentano
- C) Entrambe le componenti diminuiscono
- D) Le componenti restano invariate
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Il momento di una forza rispetto a un asse si calcola come prodotto della forza per il ___, cioè la distanza perpendicolare tra la retta di applicazione della forza e l'asse.
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Una sbarra rigida lunga 2,0 m è appoggiata su un fulcro posto a 0,80 m da un estremo. All'estremo più vicino al fulcro è applicato un peso di 60 N. Quale peso, applicato all'altro estremo, mantiene la sbarra in equilibrio orizzontale? Trascura il peso della sbarra.
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Se la verticale condotta dal baricentro di un corpo appoggiato cade all'esterno della base di appoggio, il corpo resta comunque in equilibrio.
- Vero / Falso
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Spiega perché un equilibrista che cammina sulla fune tiene spesso una lunga asta orizzontale o le braccia ben aperte.
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Associa ciascuna situazione alla corretta condizione di equilibrio espressa con simboli. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Punto materiale in equilibrio | Somma delle forze = 0 e somma dei momenti = 0 | | Corpo rigido in equilibrio | T = P·sen α e N = P·cos α | | Corpo su piano inclinato fermo grazie alla fune parallela | 2·T·cos α = P | | Lampadario su due cavi simmetrici | Somma vettoriale delle forze = 0 |
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Una porta è larga 90 cm. Una persona spinge con una forza di 25 N applicata perpendicolarmente alla porta, a 80 cm dai cardini. Calcola il momento della forza rispetto all'asse dei cardini ed esprimi il risultato in N·m.
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Progetta un piccolo esperimento, realizzabile con materiali domestici, per verificare la legge di Hooke su una molla o su un elastico. Descrivi la procedura, le misure da effettuare e il grafico atteso, indicando come ricavare la costante elastica dal grafico.