Test da Olimpiadi della Fisica

Un bicchiere contiene un liquido di densità 1.4 g/cm³ ed è posto su uno dei due piatti di una bilancia, in equilibrio. Successivamente, un solido di massa 10.0 g e densità 8.0 g/cm³ viene sospeso con un filo di massa trascurabile al sostegno del piatto ed immerso nel liquido, senza che tocchi il fondo del bicchiere.

Che peso si deve aggiungere (o togliere) sull'altro piatto della bilancia per ristabilire l'equilibrio?

NOTA: Un valore negativo indica un peso da "togliere" dall'altro piatto.

Un cubo di plastica, il cui spigolo misura 5.0 cm, presenta al suo interno una cavità sferica. Immerso completamente in acqua, rimane in equilibrio senza affondare né emergere.

Se la densità relativa del materiale è 1.35, determinare il raggio della cavità sferica.

Un blocchetto di metallo è appeso a un dinamometro ed è completamente immerso, alla profondità h, in un liquido contenuto in un grosso becher. Allora la lettura del dinamometro. . .

1 - . . . dipende dalla densità del liquido nel becher.
2 - . . . è sempre uguale alla spinta verso l'alto del liquido sul blocchetto.
3 - . . . aumenta con l'aumentare della profondità h.

Quale o quali delle precedenti affermazioni sono vere?

Un lungo tubo, sagomato a U come mostrato in figura, è chiuso a un'estremità ove è contenuto dell'ossigeno, compresso dalla colonna di mercurio; l'altra estremità del tubo è invece aperta in aria.



La densità del mercurio vale 13.6 x 10³ kg m^-3; la pressione atmosferica è di 1.01 x 10⁵ Pa.

Qual è il valore approssimato del rapporto tra la pressione dell'ossigeno e quella dell'atmosfera?

Un aereo sta volando a una quota alla quale la pressione dell'atmosfera vale 0.4 x 10⁵ Pa. La cabina è "pressurizzata", cioè mantenuta a una pressione maggiore, pari a 1.0 x 10⁵ Pa.
Quale forza agisce sul portello della cabina se questo ha una superficie di 2.0 m²?

Un tubo a U, chiuso ad entrambe le estremità, contiene azoto da una parte ed elio dall'altra parte; i due gas sono separati da mercurio, la cui densità è ρ.

Detta g l'accelerazione di gravità, e p la pressione dell'elio, qual è la pressione dell'azoto?

La densità di un oggetto solido, che sta galleggiando, è minore di quella dell'acqua. L'oggetto ...

1 - ... non risente di alcuna forza risultante verso l'alto.
2 - ... sposta un volume d'acqua più piccolo del suo volume.
3 - ... sposta un volume d'acqua più grande del suo volume.

Quali delle precedenti affermazioni sono corrette?

Un pallone viene riempito con gas elio ed utilizzato per sollevare in aria un corpo di volume trascurabile e massa di 300 kg, molto maggiore di quella del pallone.

Quale dei seguenti valori approssima meglio il minimo volume di elio richiesto?

(NOTA: in condizioni standard la densità dell'aria vale 1.29 kg / m³ e quella dell'elio 0.18 kg / m³ ; si può assumere che l'elio nel pallone sia a pressione atmosferica)

Una sfera di alluminio ha un volume di 1.0 dm³ ed è appoggiata sul fondo di una piscina piena d'acqua.

Qual è l'intensità della spinta idrostatica che agisce sulla sfera?

La densità dell'acqua è 1.00 x 10³ kg m^-3, quella dell'alluminio è 2.70 x 10³ kg m^-3.

Una provetta dal fondo piatto contenente alcuni pallini di piombo sta galleggiando in un liquido A, come mostrato a sinistra nella figura. Il fondo della provetta si trova ad una profondità di 5 cm dalla superficie del liquido.



La stessa provetta, riempita con gli stessi pallini di piombo, viene successivamente fatta galleggiare in un liquido B. In questo caso il fondo della provetta si trova ad una profondità di 8 cm dalla superficie del liquido (a destra).

Quali delle seguenti affermazioni sono corrette?

1 - In ciascun liquido la pressione esercitata sul fondo della provetta è la stessa.
2 - La densità del liquido A è più grande della densità del liquido B.
3 - In ciascun liquido la spinta verso l'alto esercitata sul fondo della provetta è la stessa.

Si è misurata l'altezza di una colonna di mercurio di un barometro. Per ricavare da questo dato il valore della pressione atmosferica in N/m² (Pa), serve conoscere anche. . .

1 - . . . la sezione del tubo.
2 - . . . la densità del mercurio.
3 - . . . l'accelerazione di gravità.

Quale o quali delle precedenti affermazioni sono corrette?