Corso di Fisica B

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Corso di Fisica B C.S. Chimica - Esempio di
prova desameQuesto è un fac-simile di una prova
di esame. a scelta e labbinamento degli
argomenti sono del tutto casuali

• (esercizio)
• In un circuito LR, dove R100 W, la corrente
  passa dal valore i(t0)5A al tempo t00 s al
  valore i(t1)1A al tempo t11 s. Determinare il
  valore dellinduttanza L e specificare se tale
  andamento si riferisce allattivazione oppure
  allo spegnimento del circuito LR.
• (esercizio)
• Unonda luminosa di lunghezza donda l0600 nm
  (nel vuoto) percorre la distanza Dx1.6 10-4 mm
  in un mezzo con indice di rifrazione n1.5.
  Determinare il cammino ottico, la lunghezza
  donda e la velocità nel mezzo, e la differenza
  di fase dopo aver percorso tale distanza rispetto
  ad unonda che percorra la stessa distanza nel
  vuoto.
• (quesito la risposta scelta deve sempre essere
  motivata)
• Dal punto di vista dellutilizzatore (ad es.
  ognuno di noi) della rete elettrica (ad es.
  lENEL)
• (a) è preferibile che il fattore di potenza cos
  f sia il più alto possibile
• (b) è preferibile che il fattore di potenza cos
  f sia il più basso possibile
• (c) non è importante il valore del fattore di
  potenza cos f perché è fisso
• (d) il fattore di potenza cos f è importante in
  generale ma il suo valore è stabilito dal gestore
  della rete e non può essere modificato.
• (tema)
• Quali sono e qual è il significato fisico delle
  equazioni di Maxwell?

Nelle pagine successive sarà mostrato un ESEMPIO
di possibile soluzione
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Esempio di prova desame soluzione
dellesercizio 1

• (esercizio)
• In un circuito LR, dove R100 W, la corrente
  passa dal valore i(t0)5A al tempo t00 s al
  valore i(t1)1A al tempo t11 s. Determinare il
  valore dellinduttanza L e specificare se tale
  andamento si riferisce allattivazione oppure
  allo spegnimento del circuito LR.

Nel caso dellattivazione (tasto in a per t00)
o dello spegnimento (tasto in b per t00) di un
circuito RL, landamento della corrente
vale Poiché, nel problema in esame, la
corrente DIMINUISCE (i1 lt i0), vuol dire che il
problema si riferisce al secondo caso (tasto
nella posizione b per t00). Per tt00 s si ha
i0 i(t0) E / R 5 A Per tt11 s si ha i1
i(t1) E / R exp (- t1 / tL) i0 exp (- t1 /
tL) 1 A Tale equazione può essere risolta
rispetto allunica incognita tL i1 / i0 exp
(- t1 / tL) ? ln (i1 / i0)
(- t1 / tL) tL (- t1) / ln (i1 / i0) ?
tL L / R ? L (- R t1) / ln (i1 /
i0) L (- 102 W x 1 s) / ln (1 A / 5 A) 62.13
henry
spegnimento
accensione
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Esempio di prova desame soluzione
dellesercizio 2

• (esercizio)
• Unonda luminosa di lunghezza donda l0600 nm
  (nel vuoto) percorre la distanza Dx1.6 10-4 mm
  in un mezzo con indice di rifrazione n1.5.
  Determinare il cammino ottico, la lunghezza
  donda e la velocità nel mezzo, e la differenza
  di fase dopo aver percorso tale distanza rispetto
  ad unonda che percorra la stessa distanza nel
  vuoto.

Essendo n c / v ? la velocità vale v c /
n 3 108 m/s / 1.5 2 108 m/s La lunghezza
donda nel vuoto l e quella in un mezzo di indice
di rifrazione n ln sono legate da ln l
v / c l / n per cui ln 600
nm / 1.5 6 10-7 m / 1.5 4 10-7 m Lo
sfasamento è legato alla differenza di cammino
ottico Dl tra le due onde quella che viaggia nel
vuoto e quella che viaggia nel mezzo. La
relazione è Df / 2 p Dl / l Il
cammino ottico nel vuoto vale l Dx 1.6 10-7
m Il cammino ottico nel mezzo di indice di
rifrazione n vale ln n Dx 1.5 x 1.6 10-7 m
2.4 10-7 m La differenza di cammino ottico vale
Dl ln - l ( n 1 ) Dx 0.5 Dx 8 10-8
m Lo sfasamento vale pertanto Df 2 p Dl /
l 2 x 3.1415 x 8 10-8 m / 6 10-7 m 0.83 rad
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Esempio di prova desame soluzione
dellesercizio 3

• (quesito la risposta scelta deve sempre essere
  motivata)
• Dal punto di vista dellutilizzatore (ad es.
  ognuno di noi) della rete elettrica (ad es.
  lENEL)
• (a) è preferibile che il fattore di potenza cos
  f sia il più alto possibile
• (b) è preferibile che il fattore di potenza cos
  f sia il più basso possibile
• (c) non è importante il valore del fattore di
  potenza cos f perché è fisso
• (d) il fattore di potenza cos f è importante in
  generale ma il suo valore è stabilito dal gestore
  della rete e non può essere modificato.

Il fattore di potenza è definito come cos f R /
Z dove R è la resistenza e Z limpedenza del
circuito utilizzatore. Tale fattore entra nel
calcolo della potenza infatti, la potenza
dissipata può essere espressa come P Vqm Iqm
cos f Pertanto, dal punto di vista
dellutilizzatore (noi) della rete elettrica
(ENEL), la potenza utilizzata da noi deve essere
la più alta possibile (perché ci auspichiamo di
usare la maggior parte possibile dellenergia che
paghiamo), e quindi il valore di cos f deve
essere il più grande possibile. Per R fissa,
questo succede quando Z è minima, cioè quando ZR
(il che significa che il circuito deve essere
posto in risonanza), ovvero quando cos f 1. In
tali condizioni, la corrente circolante nel
circuito vale Iqm Vqm / R
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Esempio di prova desame soluzione
dellesercizio 4

• (tema)
• Quali sono e qual è il significato fisico delle
  equazioni di Maxwell?

Le equazioni di Maxwell sono le quattro equazioni
fondamentali dellelettromagnetismo. La prima
equazione di Maxwell afferma che il flusso del
campo elettrico attraverso una superficie chiusa
A è proporzionale al valore della somma algebrica
delle cariche elettriche contenute allinterno
della superficie A. La seconda equazione di
Maxwell afferma che il flusso del campo magnetico
attraverso una superficie chiusa A è nullo. Il
significato fisico di questa equazione è che non
esistono cariche magnetiche isolate. La terza
equazione di Maxwell afferma che la variazione
del flusso del campo magnetico genera un campo
elettrico indotto non conservativo. La quarta
equazione di Maxwell afferma che il campo
magnetico può essere sia generato da una corrente
sia indotto dalla variazione del flusso del campo
elettrico.