Un corpo è soggetto a diverse forze la cui risultante, per un certo intervallo di tempo, è costante e diversa da zero.

Quale dei seguenti grafici rappresenta meglio l’accelerazione del corpo in funzione del tempo, nello stesso intervallo?

(A) (B) (C) (D) (E) — scegliere il grafico corretto

p.3 — Cinque grafici accelerazione-tempo A-E

Topic: Newtonian Mechanics, Electrostatics, Oscillations & Waves Metodi: Free-Body Diagram, Kinematic Equations, Conservation of Momentum, Vector Decomposition Competenze: Physical Reasoning, Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

A body is subject to several forces whose resultant, over a certain time interval, is constant and nonzero.

Which of the following graphs best represents the acceleration of the body as a function of time, over the same interval?

(A) (B) (C) (D) (E) — choose the correct graph

p.3 — Five acceleration-time graphs A-E

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Due blocchi identici, ciascuno di peso , sono collocati l’uno sull’altro come mostrato in figura. Il blocco superiore è legato al muro. Il blocco inferiore è tirato da una forza orizzontale di modulo . Il coefficiente di attrito statico tra tutte le superfici a contatto è .

Qual è il massimo valore che può avere se si vuole che il blocco inferiore non si muova?

p.3 — Due blocchi sovrapposti con forza F

Topic: Newtonian Mechanics, Rigid Body Statics Metodi: Free-Body Diagram, Conservation Laws Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Block, String Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Two identical blocks, each of weight , are placed one on top of the other as shown in the figure. The upper block is tied to the wall. The lower block is pulled by a horizontal force of magnitude . The coefficient of static friction between all contacting surfaces is .

What is the maximum value that can have if the lower block is not to move?

p.3 — Two stacked blocks with force F

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Due cariche elettriche puntiformi si trovano in posizioni definite da un asse delle ascisse indicato in figura. La carica si trova nel punto di ascissa e la carica nel punto di ascissa .

In che punto dell’asse dovremmo disporre una carica perché il campo nell’origine sia nullo?

p.3 — Asse con cariche puntiformi e origine

Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law, Superposition Principle Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Two point electric charges are located at positions defined by an x-axis shown in the figure. The charge is at the point with coordinate and the charge at the point with coordinate .

At what point on the axis should we place a charge so that the field at the origin is zero?

p.3 — Axis with point charges and origin

Answer: A · Soluzioni (PDF)

L’equazione di un’onda armonica è .

Se , e , qual è la frequenza dell’onda?

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

The equation of a harmonic wave is .

If , and , what is the frequency of the wave?

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Il grafico mostra l’andamento della velocità in funzione del tempo per due corpi A e B che si urtano frontalmente in maniera elastica. Si supponga che la risultante delle forze esterne agenti sul sistema dei due corpi sia nulla.

Quali, tra le seguenti affermazioni, sono corrette?

  1. Dopo l’urto A e B si muovono nello stesso verso.
  2. Le velocità di A e B sono uguali nell’istante centrale della collisione.
  3. La massa di B è maggiore di quella di A.

p.4 — Grafico velocita-tempo corpi A e B

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Momentum Metodi: Conservation of Momentum, Conservation of Energy Competenze: Physical Reasoning, Diagrammatic Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

The graph shows the trend of velocity as a function of time for two bodies A and B that collide head-on elastically. Assume that the resultant of the external forces acting on the system of the two bodies is zero.

Which of the following statements are correct?

  1. After the collision A and B move in the same direction.
  2. The velocities of A and B are equal at the central instant of the collision.
  3. The mass of B is greater than that of A.

p.4 — Velocity-time graph for bodies A and B

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Una sbarra metallica ha lunghezza e sezione trasversale di area . Un’estremità della sbarra è tenuta a temperatura costante , l’altra a temperatura costante . Sia .

Quali, tra le seguenti affermazioni riguardanti il flusso termico (quantità di calore trasportato per unità di tempo) attraverso la sbarra, sono corrette?

  1. Il flusso termico è proporzionale a .
  2. Il flusso termico è proporzionale ad .
  3. Il flusso termico è proporzionale a .

Topic: Thermodynamics Metodi: Physical Modeling, Dimensional Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: Rod Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

A metal bar has length and a cross-sectional area . One end of the bar is held at a constant temperature , the other at a constant temperature . Let .

Which of the following statements regarding the heat flow (amount of heat transported per unit time) through the bar are correct?

  1. The heat flow is proportional to .
  2. The heat flow is proportional to .
  3. The heat flow is proportional to .

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Tarzan deve attraversare un fiume per raggiungere Jane che lo attende sulla sponda opposta, proprio davanti a lui. Tarzan, nuotando — rispetto all’acqua — alla velocità di nella direzione indicata in figura dall’angolo , attraversa il fiume perpendicolarmente alle sponde.

Qual è la velocità della corrente?

p.4 — Tarzan nuota attraverso il fiume

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Vector Decomposition, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

Tarzan must cross a river to reach Jane, who is waiting for him on the opposite bank, directly in front of him. Tarzan, swimming — relative to the water — at a speed of in the direction indicated in the figure by the angle , crosses the river perpendicularly to the banks.

What is the speed of the current?

p.4 — Tarzan swims across the river

Answer: A · Soluzioni (PDF)

Su una rotaia a cuscino d’aria, orizzontale, un carrello A di massa urta contro un carrello B di massa inizialmente fermo (si veda la figura). Al carrello B è attaccato un respingente a molla.

La distanza tra i due carrelli raggiunge il suo valore minimo…

  • A. …quando il carrello B è ancora fermo.
  • B. …quando il carrello A si arresta.
  • C. …quando i due carrelli hanno la stessa energia cinetica.
  • D. …quando i due carrelli hanno la stessa quantità di moto.
  • E. …quando l’energia cinetica del sistema raggiunge il suo valore minimo.

p.5 — Carrelli A e B su rotaia

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Momentum Metodi: Conservation of Momentum, Conservation of Energy Competenze: Physical Reasoning Objects: Cart, Spring Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

On a horizontal air cushion track, a cart A of mass collides with a cart B of mass initially at rest (see the figure). A spring bumper is attached to cart B.

The distance between the two carts reaches its minimum value…

  • A. …when cart B is still at rest.
  • B. …when cart A stops.
  • C. …when the two carts have the same kinetic energy.
  • D. …when the two carts have the same momentum.
  • E. …when the kinetic energy of the system reaches its minimum value.

p.5 — Carts A and B on a track

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Un gas si trova in uno stato di equilibrio rappresentato dal punto X nel diagramma riportato in figura.

Quale delle cinque curve rappresenta un processo in cui quel gas non compie lavoro sull’ambiente circostante, né viene fatto lavoro su di esso?

(A) (B) (C) (D) (E) — scegliere la curva corretta

p.5 — Diagramma p-V con cinque curve

Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis, First Law of Thermodynamics Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

A gas is in a state of equilibrium represented by point X in the diagram shown in the figure.

Which of the five curves represents a process in which that gas does no work on its surroundings, nor is work done on it?

(A) (B) (C) (D) (E) — choose the correct curve

p.5 — p-V diagram with five curves

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Una calamita viene fatta passare a velocità costante attraverso una spira formata da un filo metallico, come mostrato in figura. Sia l’istante di tempo in cui il punto centrale della calamita attraversa il piano della spira.

Quale dei seguenti grafici rappresenta meglio la relazione che esiste tra la corrente elettrica indotta nella spira ed il tempo?

NOTA: In una vista dall’alto della spira la corrente indotta si considera positiva se circola in senso antiorario, come mostrato in figura.

(A) (B) (C) (D) (E) — scegliere il grafico corretto

p.5 — Calamita attraverso spira

Topic: Electromagnetic Induction Metodi: Faraday’s Law of Induction, Lenz’s Law Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Magnet, Coil Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

A calamite is passed at a constant speed through a spiral formed by a metal wire, as shown in the figure. Sia l’istante di tempo in cui il punto centrale della calamita attraversa il piano della spira.

Which of the following graphs best represents the relationship between the electric current induced in the spire and time?

NOTE: In a view from the top of the spiral, the induced current is considered positive if it is moving counterclockwise, as shown in Figure 1.

(A) (B) (C) (D) (E) choose the correct chart

p.5 — Calamita attraverso spira

Topic: Electromagnetic Induction Metodi: Faraday’s Law of Induction, Lenz’s Law Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Magnet, Coil Fonte: Testo (PDF) — p.5 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Una bacchetta lunga un metro viene sospesa mediante due dinamometri agganciati alle due estremità. Se si appende alla bacchetta un oggetto pesante si nota che sul dinamometro di sinistra appare una forza quadrupla di quanto letto sul dinamometro a destra, mentre la bacchetta rimane approssimativamente orizzontale.

A che distanza dall’estremo destro della bacchetta è stato appeso quell’oggetto?

NOTA: La massa della bacchetta si può trascurare rispetto a quella appesa.

Topic: Rigid Body Statics Metodi: Torque & Angular Momentum Analysis, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Rod Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

A one-meter-long rod is suspended by two dynamometers hooked to its two ends. If a heavy object is hung from the rod, one notices that on the left dynamometer a force appears that is four times what is read on the right dynamometer, while the rod remains approximately horizontal.

At what distance from the right end of the rod was that object hung?

NOTE: The mass of the rod can be neglected compared to that of the hanging object.

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Una ragazza di corre su per le scale fino al piano superiore, che si trova più in alto del livello di partenza, impiegando .

La potenza (media) sviluppata dalla ragazza può essere stimata almeno pari a:

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method, Kinematic Equations Competenze: Estimation & Approximation, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

A girl of runs up the stairs to the upper floor, which is higher than the starting level, taking .

The (average) power developed by the girl can be estimated to be at least equal to:

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Nella reazione nucleare , il simbolo rappresenta…

In the nuclear reaction , the symbol represents…

  • A. …a proton.
  • B. …a positron.
  • C. …a neutron.
  • D. …an electron.
  • E. …a ray. Answer: D · Soluzioni (PDF)

Quale grafico rappresenta meglio la relazione tra velocità e tempo di un oggetto lanciato verticalmente verso l’alto, stando in prossimità della superficie della Terra?

(A) (B) (C) (D) (E) — scegliere il grafico corretto

p.6 — Cinque grafici velocita-tempo A-E

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Free-Body Diagram Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.6 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Which graph best represents the relationship between velocity and time for an object thrown vertically upward, while near the surface of the Earth?

(A) (B) (C) (D) (E) — choose the correct graph

p.6 — Five velocity-time graphs A-E

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Un ragazzo getta in aria una palla, verticalmente verso l’alto. Sia il tempo totale in cui la palla resta in aria, e la massima altezza raggiunta rispetto al punto di lancio.

Qual è la sua altezza dopo un tempo dall’istante del lancio, se la resistenza dell’aria è trascurabile?

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Ball Fonte: Testo (PDF) — p.7 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

A boy throws a ball into the air, vertically upward. Let be the total time the ball stays in the air, and the maximum height reached relative to the launch point.

What is its height after a time from the instant of launch, if air resistance is negligible?

Answer: D · Soluzioni (PDF)

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

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

NOTA: I dati sulle densità sono riportati nella tabella a pagina 2.

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.7 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

An aluminum sphere has a volume of and is resting on the bottom of a swimming pool filled with water.

What is the magnitude of the buoyant force acting on the sphere?

NOTE: The density data are given in the table on page 2.

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Un gas perfetto, monoatomico, viene compresso a temperatura costante.

Durante questo processo l’energia interna del gas…

A monatomic ideal gas is compressed at constant temperature.

During this process the internal energy of the gas…

  • A. …decreases because the gas does work on the surrounding environment.
  • B. …decreases because in an ideal gas the molecules collide with each other.
  • C. …remains unchanged because the internal energy of an ideal gas depends only on its temperature.
  • D. …increases because work is done on the gas to compress it.
  • E. …increases because the distance that the molecules travel on average between one collision and the next is reduced. Answer: C · Soluzioni (PDF)

Sia l’accelerazione di gravità sulla superficie di un pianeta di raggio , e sia la minima energia cinetica che un proiettile di massa deve avere sulla superficie del pianeta in modo da poter sfuggire alla sua attrazione gravitazionale.

Quale delle seguenti formule per l’energia cinetica è dimensionalmente corretta?

Topic: Newtonian Mechanics, Gravitation Metodi: Dimensional Analysis, Conservation of Energy Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Projectile, Planet Fonte: Testo (PDF) — p.7 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

Let be the acceleration of gravity on the surface of a planet of radius , and let be the minimum kinetic energy that a projectile of mass must have on the surface of the planet in order to be able to escape its gravitational attraction.

Which of the following formulas for the kinetic energy is dimensionally correct?

Answer: E · Soluzioni (PDF)

La risultante di tutte le forze esterne che agiscono su un sistema di particelle è nulla. Quale delle seguenti affermazioni è sicuramente vera per il sistema di particelle?

The resultant of all external forces acting on a system of particles is zero. Which of the following statements is certainly true for the system of particles?

  • A. The total mechanical energy is constant.
  • B. The total potential energy is constant.
  • C. The total kinetic energy is constant.
  • D. The total momentum is constant.
  • E. The system of particles is in a situation of static equilibrium. Answer: D · Soluzioni (PDF)

Una sbarra isolante viene caricata positivamente e viene quindi avvicinata a un elettroscopio a foglio.

Quale disegno interpreta correttamente la situazione sperimentale che si osserva?

(A) (B) (C) (D) (E) — scegliere il disegno corretto

p.8 — Cinque disegni elettroscopio a foglia

Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law, Physical Modeling Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Rod Fonte: Testo (PDF) — p.8 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

An insulating rod is positively charged and is then brought near a leaf electroscope.

Which drawing correctly interprets the experimental situation that is observed?

(A) (B) (C) (D) (E) — choose the correct drawing

p.8 — Five drawings of a leaf electroscope

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Una sorgente di onde acustiche di frequenza costante e un osservatore si muovono uno verso l’altro. La frequenza dell’onda misurata dall’osservatore cresce uniformemente col tempo perché rispetto a un certo sistema di riferimento…

  • A. …l’osservatore si muove a velocità costante verso la sorgente che è ferma.
  • B. …la sorgente si allontana a velocità costante dall’osservatore che è fermo.
  • C. …l’osservatore si muove di moto uniformemente accelerato verso la sorgente ferma.
  • D. …la sorgente si allontana in moto uniformemente accelerato dall’osservatore fermo.
  • E. …l’osservatore percorre, a velocità costante, una circonferenza nel cui centro sta la sorgente. Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.8 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

A source of sound waves of constant frequency and an observer move toward each other. The frequency of the wave measured by the observer increases uniformly with time because with respect to a certain reference frame…

  • A. …the observer moves at constant speed toward the source, which is stationary.
  • B. …the source moves away at constant speed from the observer, who is stationary.
  • C. …the observer moves with uniformly accelerated motion toward the stationary source.
  • D. …the source moves away with uniformly accelerated motion from the stationary observer.
  • E. …the observer travels, at constant speed, along a circle at whose center the source is located. Answer: E · Soluzioni (PDF)

In figura è schematizzata una particella con carica e massa che procede con velocità costante , e quindi in linea retta. La particella penetra in un campo magnetico uniforme di induzione diretto in verso uscente dal foglio e quindi comincia a percorrere una traiettoria circolare con raggio . Si ripete l’esperimento dopo aver aumentato l’intensità del campo magnetico.

Quali delle seguenti affermazioni sul raggio sono vere?

  1. Se la stessa particella avesse la stessa velocità iniziale, allora il raggio sarebbe maggiore.
  2. Perché il raggio resti uguale bisogna che la velocità iniziale della stessa particella sia maggiore.
  3. Se la stessa particella avesse una carica maggiore, il raggio potrebbe rimanere uguale anche con la stessa velocità iniziale.

p.9 — Carica in campo magnetico uscente

Topic: Magnetism, Electromagnetism Metodi: Lorentz Force Analysis Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

The figure schematically shows a particle with charge and mass moving with constant velocity , and therefore in a straight line. The particle enters a uniform magnetic field with induction directed out of the page and therefore begins to follow a circular trajectory with radius . The experiment is repeated after increasing the intensity of the magnetic field.

Which of the following statements about the radius are true?

  1. If the same particle had the same initial velocity, then the radius would be larger.
  2. In order for the radius to remain the same, the initial velocity of the same particle must be larger.
  3. If the same particle had a larger charge, the radius could remain the same even with the same initial velocity.

p.9 — Charge in an outward magnetic field

Answer: B · Soluzioni (PDF)

Da un’altezza di dal suolo vengono lanciate orizzontalmente una palla rossa di alla velocità di e una palla verde di alla velocità di . Si supponga trascurabile la resistenza dell’aria.

Rispetto al tempo impiegato dalla palla rossa per raggiungere il suolo, quella verde impiega…

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning Objects: Ball Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

From a height of from the ground, a red ball of is thrown horizontally at a speed of and a green ball of at a speed of . Assume air resistance is negligible.

Compared to the time taken by the red ball to reach the ground, the green one takes…

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Un bollitore di alluminio di massa contiene d’acqua a . Il bollitore viene riscaldato finché l’acqua bolle a e il bollitore può ritenersi in equilibrio termico con l’acqua.

Qual è — approssimativamente — la quantità netta di calore assorbita dal bollitore di alluminio da quando l’acqua è a a quando è a ?

NOTA: I dati sui calori specifici sono riportati nella tabella a pagina 2.

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.9 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

An aluminum kettle of mass contains of water at . The kettle is heated until the water boils at and the kettle can be considered in thermal equilibrium with the water.

What is — approximately — the net amount of heat absorbed by the aluminum kettle from when the water is at to when it is at ?

NOTE: The specific heat data are given in the table on page 2.

Answer: E · Soluzioni (PDF)

L’anello e il disco mostrati in figura sono omogenei, hanno la stessa massa e lo stesso raggio esterno; inizialmente rotolano, senza strisciare, con la stessa velocità sul piano orizzontale e non sono collegati tra loro.

Se entrambi gli oggetti continuano a rotolare senza scivolare salendo lungo il piano inclinato, quale dei due percorrerà un tratto maggiore prima di fermarsi?

  • A. L’anello.
  • B. Il disco.
  • C. L’anello e il disco percorreranno lo stesso tratto.
  • D. Dipende dall’angolo d’inclinazione del piano inclinato.
  • E. Dipende dalla lunghezza del piano inclinato.

p.10 — Disco e anello su piano inclinato

Topic: Rotational Dynamics, Conservation of Energy Metodi: Conservation of Energy, Torque & Angular Momentum Analysis Competenze: Physical Reasoning Objects: Disk, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.10 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

The ring and the disk shown in the figure are homogeneous, have the same mass and the same outer radius; initially they roll, without slipping, with the same speed on the horizontal plane and are not connected to each other.

If both objects continue to roll without slipping while going up the inclined plane, which of the two will travel a greater distance before stopping?

  • A. The ring.
  • B. The disk.
  • C. The ring and the disk will travel the same distance.
  • D. It depends on the angle of inclination of the inclined plane.
  • E. It depends on the length of the inclined plane.

p.10 — Disk and ring on an inclined plane

Answer: A · Soluzioni (PDF)

L’accelerazione di gravità sulla superficie di un pianeta X è .

Se un oggetto sulla superficie di quel pianeta pesa , la sua massa è…

Topic: Newtonian Mechanics, Gravitation Metodi: Free-Body Diagram, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning Objects: Planet Fonte: Testo (PDF) — p.10 Risposta: A · Soluzioni (PDF)

The acceleration due to gravity on the surface of a planet X is .

If an object on the surface of that planet weighs , its mass is…

Answer: A · Soluzioni (PDF)

I due blocchi mostrati in figura sono uniti con una corda sottile e inestensibile che passa su una puleggia capace di ruotare senza attrito. Le masse della corda e della puleggia sono trascurabili rispetto a quelle di ciascun blocco.

Determinare l’accelerazione del blocco di massa minore.

p.10 — Puleggia con due masse appese

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Block, String, Pulley Fonte: Testo (PDF) — p.10 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

The two blocks shown in the figure are joined by a thin, inextensible rope that passes over a pulley capable of rotating without friction. The masses of the rope and of the pulley are negligible compared with those of each block.

Determine the acceleration of the block with the smaller mass.

p.10 — Pulley with two hanging masses

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Un filo metallico di resistività e sezione viene sagomato in maniera da formare un triangolo equilatero di lato , come in figura.

La resistenza presentata dal filo fra i punti X e Y è:

p.11 — Filo a triangolo equilatero punti X Y

Topic: Circuits Metodi: Equivalent Circuit Reduction, Kirchhoff’s Laws Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Wire Fonte: Testo (PDF) — p.11 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

A metal wire with resistivity and cross-section is shaped so as to form an equilateral triangle with side , as in the figure.

The resistance presented by the wire between points X and Y is:

p.11 — Wire in an equilateral triangle, points X Y

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Il disegno in figura mostra due impulsi, ciascuno di lunghezza , che si muovono lungo una corda uno verso l’altro alla stessa velocità.

Quale disegno rappresenta meglio la forma della corda quando entrambi gli impulsi raggiungono il tratto AB?

(A) (B) (C) (D) (E) — scegliere il disegno corretto

p.11 — Due impulsi su corda verso AB

p.11 — Cinque forme della corda A-E

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Superposition Principle, Wave Equation Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.11 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

The drawing in the figure shows two pulses, each of length , moving along a rope toward each other at the same speed.

Which drawing best represents the shape of the rope when both pulses reach the section AB?

(A) (B) (C) (D) (E) — choose the correct drawing

p.11 — Two pulses on a rope toward AB

p.11 — Five shapes of the rope A-E

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Un raggio di luce monocromatica entra in direzione obliqua in un recipiente pieno d’acqua, che ha uno spessore di vetro molto spesso; il raggio colpisce uno specchio posto sul fondo, viene riflesso indietro ed esce dal recipiente.

Quale dei seguenti disegni rappresenta meglio il percorso descritto dal raggio di luce?

NOTA: N rappresenta la direzione normale alla superficie; i valori degli indici di rifrazione sono riportati nella tabella di pag. 2.

(A) (B) (C) (D) (E) — scegliere il disegno corretto

p.11 — Cinque percorsi del raggio luminoso

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Ray Tracing Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Mirror, Container Fonte: Testo (PDF) — p.11 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

A ray of monochromatic light enters at an oblique direction into a container full of water, which has a very thick glass wall; the ray strikes a mirror placed on the bottom, is reflected back, and exits the container.

Which of the following drawings best represents the path described by the light ray?

NOTE: N represents the direction normal to the surface; the values of the refractive indices are given in the table on p. 2.

(A) (B) (C) (D) (E) — choose the correct drawing

p.11 — Five paths of the light ray

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Un blocco di massa scivola lungo una rampa da un’altezza e urta un altro blocco di massa inizialmente fermo sul piano orizzontale. I due blocchi restano uniti e proseguono risalendo su una seconda rampa fino a un’altezza . I tre piani sono opportunamente raccordati in modo che non ci siano irregolarità nel moto dei blocchi.

Supponendo di poter trattare le masse come puntiformi e di poter trascurare gli effetti di attrito tra tutte le superfici, quanto vale ?

p.12 — Blocchi su rampe con altezze

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Momentum, Conservation of Energy Metodi: Conservation of Momentum, Conservation of Energy Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Block, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.12 Risposta: E · Soluzioni (PDF)

A block of mass slides down a ramp from a height and collides with another block of mass initially at rest on the horizontal plane. The two blocks remain joined and continue up a second ramp to a height . The three planes are suitably joined so that there are no irregularities in the motion of the blocks.

Assuming that the masses can be treated as point masses and that the effects of friction between all surfaces can be neglected, what is the value of ?

p.12 — Blocks on ramps with heights

Answer: E · Soluzioni (PDF)

Un oggetto è collocato davanti a uno specchio sferico concavo a una distanza di . L’immagine è diritta ed è due volte più grande dell’oggetto.

L’immagine è:

An object is placed in front of a concave spherical mirror at a distance of . The image is upright and is twice as large as the object.

The image is:

  • A. in front of the mirror, at a distance of , and real.
  • B. behind the mirror, at a distance of , and virtual.
  • C. in front of the mirror, at a distance of , and virtual.
  • D. in front of the mirror, at a distance of , and real.
  • E. behind the mirror, at a distance of , and virtual. Answer: E · Soluzioni (PDF)

Due condensatori, inizialmente scarichi, vengono connessi in serie a una batteria di pile, come raffigurato in figura. I condensatori si caricano e, alla fine, la carica sull’armatura di raffigurata più in alto è:

p.12 — Condensatori in serie con batteria

Topic: Circuits, Electrostatics Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Capacitor, Battery Fonte: Testo (PDF) — p.12 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

Two capacitors, initially uncharged, are connected in series to a battery, as shown in the figure. The capacitors charge and, in the end, the charge on the plate of shown higher up is:

p.12 — Capacitors in series with a battery

Answer: D · Soluzioni (PDF)

Un cubetto di ghiaccio di massa pari a a viene posto in un recipiente di vetro contenente di acqua a . Si può considerare il sistema isolato termicamente.

Quale delle affermazioni seguenti descrive il sistema quando è stato raggiunto l’equilibrio?

A block of ice with a mass equal to at is placed in a glass container holding of water at . The system can be considered thermally isolated.

Which of the following statements describes the system when equilibrium has been reached?

  • A. The ice is completely melted and the water temperature is higher than .
  • B. The ice is completely melted and the water temperature is .
  • C. Some ice remains and the water temperature is higher than .
  • D. Some ice remains and the water temperature is .
  • E. Nothing can be said about the equilibrium state without knowing the heat capacity of the container. Answer: A · Soluzioni (PDF)

Un campione di materiale radioattivo ha un tempo di dimezzamento di 3 giorni. Dopo 9 giorni, di questo campione non sono ancora decaduti.

Qual è la massa iniziale del campione radioattivo?

Topic: Nuclear & Particle Physics Metodi: Radioactive Decay Law Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Nucleus Fonte: Testo (PDF) — p.13 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

A sample of radioactive material has a half-life of 3 days. After 9 days, of this sample has not yet decayed.

What is the initial mass of the radioactive sample?

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Luce avente lunghezza d’onda di attraversa due strette fenditure ed è raccolta su uno schermo a di distanza dalle fenditure.

Se la distanza tra due frange luminose adiacenti è di , qual è la distanza tra le fenditure?

Topic: Wave Optics Metodi: Interference & Diffraction Analysis Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Slit, Screen Fonte: Testo (PDF) — p.13 Risposta: C · Soluzioni (PDF)

Light having a wavelength of passes through two narrow slits and is collected on a screen at a distance of from the slits.

If the distance between two adjacent bright fringes is , what is the distance between the slits?

Answer: C · Soluzioni (PDF)

Un gas in equilibrio termico contiene una miscela di vari tipi di atomi, tra cui elio (He) e neon (Ne) le cui masse atomiche stanno, con buona approssimazione, nel rapporto .

Se la velocità quadratica media degli atomi di elio è , qual è la velocità quadratica media degli atomi di neon?

Topic: Kinetic Theory, Thermodynamics Metodi: Kinetic Theory of Gases, Statistical Averaging Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Gas, Atom Fonte: Testo (PDF) — p.13 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

A gas in thermal equilibrium contains a mixture of various types of atoms, including helium (He) and neon (Ne) whose atomic masses are, to a good approximation, in the ratio .

If the root-mean-square speed of the helium atoms is , what is the root-mean-square speed of the neon atoms?

Answer: B · Soluzioni (PDF)

La velocità di un aeroplano viene raddoppiata, ma il raggio di curvatura della traiettoria rimane lo stesso.

L’intensità della forza centripeta agente sull’aeroplano risulterà…

The speed of an airplane is doubled, but the radius of curvature of the trajectory remains the same.

The magnitude of the centripetal force acting on the airplane will be…

  • A. …halved.
  • B. …doubled.
  • C. …one fourth.
  • D. …quadrupled.
  • E. …the same. Answer: D · Soluzioni (PDF)

Il grafico della velocità in funzione del tempo in figura rappresenta il moto di un carrello di massa che descrive una traiettoria rettilinea.

Quanto vale la variazione della quantità di moto del carrello tra gli istanti e ?

p.14 — Grafico velocita-tempo del carrello

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Momentum Metodi: Impulse-Momentum Theorem, Kinematic Equations Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Cart Fonte: Testo (PDF) — p.14 Risposta: B · Soluzioni (PDF)

The graph of velocity as a function of time in the figure represents the motion of a cart of mass that follows a straight-line trajectory.

What is the change in the momentum of the cart between the instants and ?

p.14 — Velocity-time graph of the cart

Answer: B · Soluzioni (PDF)

La massa di un libro di fisica è dell’ordine di…

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Order-of-Magnitude Estimation Competenze: Estimation & Approximation Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.14 Risposta: D · Soluzioni (PDF)

The mass of a physics book is on the order of…

Answer: D · Soluzioni (PDF)