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Lavoro, energia, principio di conservazione energia e rendimento

Total questions: 40

Worksheet time: 20mins

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1.
Secondo la definizione fisica, quando viene compiuto un lavoro?
a)
Quando una forza agisce su un corpo, anche se questo rimane fermo.
b)
Quando una forza applicata a un corpo genera uno spostamento nella stessa direzione e verso.
c)
Ogni volta che un corpo si sposta, indipendentemente dalla presenza di una forza.
d)
Quando la forza applicata è perpendicolare alla direzione dello spostamento.
2.
Quale delle seguenti situazioni descrive un lavoro nullo dal punto di vista fisico?
a)
Sollevare uno zaino da terra fino al tavolo.
b)
Spingere con forza contro un muro che non si muove.
c)
Un'auto che accelera su una strada piana grazie alla forza del motore.
d)
Tirare una valigia applicando una forza che la fa muovere orizzontalmente.
3.
Se una forza di 50 N sposta un oggetto di 2 metri nella stessa direzione e verso, quale sarà il lavoro compiuto?
a)
25 J
b)
100 N
c)
100 J
d)
52 J
4.
Cosa rappresenta il Joule (J) nel Sistema Internazionale?
a)
L'unità di misura dello spostamento nel Sistema Internazionale.
b)
La capacità di un corpo di opporsi al movimento.
c)
L'unità di misura della forza nel Sistema Internazionale.
d)
Il lavoro compiuto da una forza di 1 N per uno spostamento di 1 m.
5.
Perché lavoro ed energia sono definite 'grandezze omogenee'?
a)
Perché sono entrambi presenti in tutti i fenomeni naturali.
b)
Perché si misurano entrambi con la stessa unità di misura, il Joule.
c)
Perché il loro valore è sempre uguale in ogni situazione fisica.
d)
Perché sono entrambi concetti inventati da James Prescott Joule.
6.
Qual è la relazione di proporzionalità tra lavoro ed energia?
a)
Sono inversamente proporzionali: più energia si consuma, meno lavoro si fa.
b)
Non hanno alcuna relazione di proporzionalità diretta.
c)
Sono direttamente proporzionali: più energia si ha, più lavoro si può compiere.
d)
La loro proporzionalità dipende dalla temperatura ambiente.
7.
Cosa afferma il principio di conservazione dell'energia?
a)
L'energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma da una forma all'altra.
b)
Le macchine possono creare energia dal nulla se sono abbastanza efficienti.
c)
L'energia totale di un sistema isolato diminuisce sempre nel tempo.
d)
L'energia si distrugge quando una macchina compie un lavoro.
8.
Qual è lo scopo principale di una macchina, secondo il testo?
a)
Aumentare la quantità totale di energia nell'universo.
b)
Creare lavoro senza consumare energia.
c)
Trasformare l'energia in una forma utile all'uomo.
d)
Distruggere l'energia per produrre calore.
9.
Cos'è il rendimento (η) di una macchina?
a)
La quantità totale di lavoro che una macchina può compiere.
b)
Il rapporto tra l'energia dissipata e l'energia utile.
c)
La velocità con cui una macchina trasforma l'energia.
d)
Il rapporto tra l'energia utile prodotta e l'energia totale fornita.
10.
Se una macchina riceve 2000 J di energia e ne produce 500 J come energia utile, qual è il suo rendimento?
a)
0,25 o 25%
b)
4 o 400%
c)
0,75 o 75%
d)
1500 J
11.
Perché il rendimento di una macchina è sempre un numero compreso tra 0 e 1 (o 0% e 100%)?
a)
Perché è una convenzione matematica scelta dagli scienziati.
b)
Perché l'energia dissipata è sempre maggiore dell'energia utile.
c)
Perché l'energia utile non può mai essere superiore all'energia totale fornita.
d)
Perché il calcolo del rendimento richiede sempre una divisione per un numero più grande.
12.
Nel motore di un'automobile, l'energia chimica del carburante si trasforma. Qual è l'energia utile finale desiderata?
a)
Energia termica, per riscaldare il motore.
b)
Energia cinetica, per muovere l'automobile.
c)
Energia elettrica, per alimentare le luci.
d)
Energia potenziale chimica, per conservarla nel serbatoio.
13.
Cosa succede all'energia che non viene trasformata in energia utile in una macchina?
a)
Viene immagazzinata dalla macchina per un uso futuro.
b)
Si disperde nell'ambiente, principalmente sotto forma di calore.
c)
Ritorna alla sua forma originale, per esempio carburante.
d)
Viene completamente distrutta durante il processo.
14.
Quale delle seguenti NON è una forma di energia menzionata nel testo?
a)
Energia cinetica.
b)
Energia nucleare.
c)
Energia psicologica.
d)
Energia potenziale chimica.
15.
Se un dispositivo compie un lavoro su un oggetto, cosa succede all'energia dei due sistemi?
a)
L'energia del dispositivo diminuisce e quella dell'oggetto aumenta.
b)
L'energia di entrambi i sistemi rimane invariata.
c)
L'energia di entrambi i sistemi aumenta.
d)
L'energia di entrambi i sistemi diminuisce.
16.
A quanti Newton corrisponde, all'incirca, una forza di 1 kgp (chilogrammopeso)?
a)
Circa 100 N.
b)
Circa 0,1 N.
c)
Esattamente 1 N.
d)
Circa 10 N.
17.
Un oggetto si muove per inerzia nello spazio vuoto. Qual è il lavoro compiuto su di esso?
a)
Positivo, perché l'oggetto ha energia cinetica.
b)
Infinito, perché continua a muoversi per sempre.
c)
Zero, perché non c'è una forza che lo spinge.
d)
Negativo, perché sta perdendo la sua spinta iniziale.
18.
In fisica, forza e spostamento sono descritti come vettori. Cosa significa?
a)
Che sono caratterizzati da intensità, direzione e verso.
b)
Che si misurano entrambi in metri nel S.I.
c)
Che possono avere solo un valore positivo.
d)
Che sono sempre costanti nel tempo e nello spazio.
19.
Un motore con rendimento del 30% (0,3) deve produrre 600 J di lavoro utile. Quanta energia totale deve consumare?
a)
180 J
b)
2000 J
c)
857 J
d)
600 J
20.
L'energia cinetica è l'energia associata...
a)
al movimento delle masse.
b)
alla deformazione di un oggetto elastico.
c)
alla posizione di un corpo in un campo gravitazionale.
d)
all'energia immagazzinata nei legami chimici.
21.
Se il rendimento di una macchina è una caratteristica propria, cosa significa?
a)
Che tutte le macchine dello stesso tipo hanno lo stesso identico rendimento.
b)
Che il rendimento non dipende dal tipo di energia fornita.
c)
Che il rendimento non può essere migliorato in alcun modo.
d)
Che il rapporto tra energia utile e totale è costante per quella macchina.
22.
Quale delle seguenti è la fonte di quasi tutta l'energia primaria sulla Terra, secondo il testo?
a)
Il movimento delle placche tettoniche.
b)
Il petrolio.
c)
Il Sole.
d)
Il nucleo terrestre.
23.
L'energia potenziale gravitazionale dipende da...
a)
la temperatura di un corpo e la sua capacità termica.
b)
la massa di un corpo e la sua altezza rispetto a un livello di riferimento.
c)
l'elasticità di un corpo e la sua deformazione.
d)
la velocità con cui un corpo si muove verso il basso.
24.
Perché il rendimento è un 'numero puro', cioè non ha unità di misura?
a)
Perché è un concetto astratto e non una grandezza fisica reale.
b)
Perché il suo valore è sempre troppo piccolo per avere un'unità di misura.
c)
Perché è il rapporto tra due grandezze omogenee (Joule / Joule).
d)
Perché è stato definito prima dell'introduzione del Sistema Internazionale.
25.
Una macchina con rendimento del 40% consuma 5000 J di energia chimica. Quanta energia viene dissipata nell'ambiente?
a)
2000 J
b)
3000 J
c)
7000 J
d)
5000 J
26.
Qual è la differenza fondamentale tra 'lavoro' ed 'energia' secondo il testo?
a)
L'energia è posseduta da un corpo, il lavoro è un trasferimento di energia.
b)
Non c'è alcuna differenza, sono sinonimi in fisica.
c)
Il lavoro si misura in Newton e l'energia si misura in Joule.
d)
L'energia si conserva sempre, mentre il lavoro no.
27.
Una gru solleva un carico di 100 kgp a 5 metri di altezza. Calcola il lavoro compiuto in Joule (approssimando 1 kgp = 10 N).
a)
500 Nm
b)
1000 J
c)
5000 J
d)
500 J
28.
Nel contesto del rendimento, l'energia totale (ET) rappresenta...
a)
l'energia persa durante la trasformazione.
b)
la somma dell'energia utile e di quella creata.
c)
l'energia che la macchina può teoricamente produrre.
d)
l'energia inizialmente fornita alla macchina.
29.
Se spingo una cassa con una forza di 200 N, ma essa non si muove a causa dell'attrito, il lavoro che compio sulla cassa è:
a)
Pari alla forza di attrito.
b)
Zero, perché lo spostamento è nullo.
c)
Positivo, perché sto applicando una forza.
d)
Negativo, perché l'attrito si oppone alla mia forza.
30.
L'energia delle biomasse (come il legno) è una forma di...
a)
energia potenziale chimica.
b)
energia cinetica.
c)
energia nucleare.
d)
energia geotermica.
31.
Se il lavoro compiuto da una forza è 50 J e lo spostamento è 5 m, qual era l'intensità della forza (assumendo stessa direzione e verso)?
a)
250 N
b)
55 N
c)
10 J
d)
10 N
32.
Quale trasformazione di energia avviene in una pila (batteria) che alimenta una torcia?
a)
Da energia cinetica a energia potenziale e poi termica.
b)
Da energia chimica a energia elettrica e poi luminosa.
c)
Da energia termica a energia luminosa e poi elettrica.
d)
Da energia nucleare a energia elettrica e poi chimica.
33.
Migliorare il rendimento di una macchina significa...
a)
aumentare la quantità di energia totale fornita alla macchina.
b)
ridurre la quantità di energia dissipata a parità di energia fornita.
c)
farla funzionare a una velocità più elevata.
d)
rendere l'energia utile uguale a quella dissipata.
34.
Un pannello solare fotovoltaico trasforma l'energia solare in energia elettrica. L'energia solare è una forma di...
a)
energia radiante (luminosa e termica).
b)
energia cinetica.
c)
energia potenziale chimica.
d)
energia nucleare.
35.
Se il simbolo [F] rappresenta l'unità di misura della forza, allora [F] = 1 N significa:
a)
che la forza è una grandezza fisica costante e universale.
b)
che tutte le forze in natura hanno sempre il valore di 1 Newton.
c)
che l'unità di misura della grandezza fisica Forza è il Newton.
d)
che la formula per calcolare la forza è sempre F = 1 N.
36.
Perché quando si compie un lavoro l'energia di chi lo esegue diminuisce?
a)
Perché il lavoro distrugge una parte dell'energia del sistema.
b)
Perché l'energia si trasforma interamente in calore e si perde.
c)
Perché quell'energia viene trasferita al corpo su cui si compie il lavoro.
d)
Perché è una sensazione soggettiva di stanchezza, non una reale diminuzione.
37.
Una macchina A ha un rendimento di 0,25. Una macchina B ha un rendimento di 0,60. Cosa significa?
a)
La macchina A è più potente perché lavora più velocemente della B.
b)
La macchina B è più efficiente perché spreca meno energia della macchina A.
c)
La macchina B produce più calore dissipato della macchina A.
d)
La macchina A consuma meno energia totale della macchina B.
38.
Il calore prodotto da un motore in funzione è un esempio di...
a)
energia dissipata.
b)
lavoro nullo.
c)
energia utile.
d)
energia creata.
39.
Quale condizione è necessaria affinché la formula L = F x s sia valida nella sua forma più semplice?
a)
La forza deve essere perpendicolare allo spostamento.
b)
Lo spostamento deve avvenire in assenza di attrito.
c)
Forza e spostamento devono avere la stessa direzione e lo stesso verso.
d)
La forza deve essere sempre maggiore dello spostamento.
40.
Un essere vivente che mangia del cibo e poi corre sta compiendo una serie di trasformazioni energetiche. Quale sequenza è corretta?
a)
Energia termica (cibo) -> Energia cinetica (digestione) -> Energia luminosa (corsa).
b)
Energia cinetica (cibo) -> Energia termica (corpo) -> Energia potenziale (corsa).
c)
Energia chimica (cibo) -> Energia chimica (muscoli) -> Energia cinetica (corsa).
d)
Energia potenziale (cibo) -> Energia elettrica (nervi) -> Energia chimica (corsa).