Moto parabolico e principi della dinamica

Un corpo di massa 1 kg aumenta la sua velocità di 10 m/s in 10 secondi. Un altro corpo di massa 2 kg cambia la velocità di 2 m/s in 1 secondo. Su quale dei due corpi è stata applicata la forza maggiore?

• Sul primo.

• Sul secondo.

• Non è possibile stabilirlo.

• Le forze applicate sui due corpi sono uguali.

Un corpo di massa 100 kg, al quale è applicata una forza parallela al piano di 150 N, si muove di moto rettilineo uniforme. Quale delle seguenti affermazioni è corretta?

• La forza risultante sul corpo è di 150 N.

• L’attrito è trascurabile.

• La forza d’attrito sul corpo vale 150 N.

• La forza risultante è di 980 N.

Answer explanation

Il corpo si muove di moto rettilineo uniforme, quindi la forza risultante è zero. La forza applicata di 150 N è bilanciata dalla forza d'attrito, che deve quindi essere anch'essa di 150 N.

Rifletti sulla seguente affermazione: «al momento del salto in lungo, un atleta spinge la Terra e la Terra spinge, a sua volta, i piedi dell’atleta con una forza uguale e opposta».

• Non è vero, perché in tal caso l’atleta resterebbe fermo, avendo le due forze risultante nulla.

• Non è rigorosamente vero, perché la forza con cui la Terra reagisce è leggermente maggiore, permettendo all’atleta di vincere la forza di gravità.

• È vero, perché vale il terzo principio della dinamica.

• Non si può dire nulla riguardo alle forze agenti perché non si conoscono i pesi dell’atleta e della Terra.

Answer explanation

È vero, perché secondo il terzo principio della dinamica, ogni azione ha una reazione uguale e contraria. Quando l'atleta spinge la Terra, la Terra esercita una forza uguale e opposta sui piedi dell'atleta, permettendo il salto.

Quando un corpo scende lungo un piano inclinato, la sua accelerazione è:

• minore di g solo se l’attrito è trascurabile.

• minore di g se la forza di attrito è minore del peso.

• minore di g se l’angolo di inclinazione è grande.

• sempre minore di g.

Answer explanation

Quando un corpo scende lungo un piano inclinato, la sua accelerazione è sempre minore di g a causa della componente della forza peso che agisce lungo il piano e della direzione della forza normale. Questo è indipendente dall'attrito.

Su un corpo fermo, di massa m, agisce una forza costante di 1 N che in 10 secondi gli fa acquistare una velocità di 5 m/s. Quanto vale la massa m?

• 2 kg.

• 0,1 kg.

• 5 kg.

• Non ci sono elementi sufficienti per rispondere.

Un bambino trascina una slitta sul pavimento, tirando con una forza parallela al pavimento stesso.

Quante forze agiscono sulla slitta?

• La forza del bambino e il peso della slitta.

• La forza del bambino, la forza-peso e la reazione vincolare del piano.

• La forza del bambino, la forza-peso e la forza di attrito.

• La forza del bambino, la forza-peso, la reazione vincolare del piano e la forza di attrito.

Answer explanation

Sulla slitta agiscono quattro forze: la forza del bambino che tira, il peso della slitta che agisce verso il basso, la reazione vincolare del piano che agisce verso l'alto e la forza di attrito che si oppone al movimento.

Nella figura la pallina abbandona il tavolo con velocità di 5 m/s; il tavolo è alto 0,9 m.

A quale distanza dal tavolo cade approssimativamente la pallina?

• 5 m.

• 2,14 m.

• 0,9 m.

• 0,5 m.

Il moto di un proiettile si ottiene dalla composizione di:

• due moti uniformi.

• due moti uniformemente accelerati.

• un moto uniforme e uno uniformemente accelerato.

• due moti vari.

Answer explanation

Il moto di un proiettile è composto da un moto uniforme (orizzontale) e uno uniformemente accelerato (verticale) a causa della gravità. Questa combinazione spiega il percorso parabolico del proiettile.

Il portiere di una squadra di calcio sta per battere la rimessa da fondo.

Vuole calciare il pallone il più lontano possibile e alzandola da terra.

Qual è l’angolo rispetto al suolo con cui gli conviene calciare la palla se l’attrito è trascurabile?

(a)  

Answer explanation

Il portiere dovrebbe calciare la palla a 45 gradi per massimizzare la distanza, poiché questo è l'angolo ottimale per il lancio di un proiettile in assenza di attrito.

Un'automobile e un camion viaggiano affiancati su una strada rettilinea alla stessa velocità. Se ai due veicoli, nello stesso istante, viene applicata la stessa forza frenante, si osserverà che:

• i due veicoli proseguono indefinitamente la propria corsa in base al principio d'inerzia.

• i due veicoli si arrestano nello stesso istante.

• l'automobile percorre una distanza maggiore di quella del camion prima di fermarsi.

• l'automobile si ferma prima del camion.

• entrambi i veicoli continuano a muoversi di moto rettilineo uniforme.

Answer explanation

L'automobile, essendo più leggera del camion, subisce una decelerazione maggiore e quindi si ferma prima. Questo è dovuto alla differente massa dei veicoli, che influisce sull'efficacia della forza frenante applicata.