Domande Fisica Semestre Filtro 2025: prove con risposte e commento

Risposta corretta: D — 252

Da T = 2π√(m/k) si ricava k = 4π²m/T². Con T = π/3 si ha T² = π²/9, quindi k = 4π²·7·9/π² = 252 N/m. Il π si semplifica: ogni risposta che lo contiene ancora, come A, è per costruzione sbagliata.

Risposta corretta: C — n = √(εμ)

Dalle equazioni di Maxwell la velocità della luce nel mezzo è v = 1/√(εμ), e poiché n = c/v, si ottiene n = √(εrμr) con le grandezze relative. Per i materiali trasparenti non magnetici μr ≈ 1 e la formula si riduce alla nota n ≈ √εr.

Risposta corretta: B — Diventa un ottavo

La legge di Poiseuille dà ΔP = 8ηLQ/(πR⁴). Raddoppiare L moltiplica per 2, raddoppiare R divide per 2⁴ = 16: netto 2/16 = 1/8. La dipendenza dalla quarta potenza del raggio è il punto del quesito, e spiega perché in fisiologia una modesta stenosi faccia crollare il flusso.

Risposta corretta: C — 10−9 km = 1 µm

Un chilometro vale 10³ m, quindi 10−9 km = 10−9·10³ m = 10−6 m, cioè un micrometro. L’errore tipico è rispondere “1 nm” (B) leggendo l’esponente −9 e dimenticando la conversione da km a m.

Risposta corretta: E — accelerazioni inversamente proporzionali alle masse

Secondo principio della dinamica: a = F/m. A parità di forza l’accelerazione scala come l’inverso della massa — direttamente proporzionale (C) è l’esatto contrario. La velocità (D) dipende anche dal tempo di applicazione e dalle condizioni iniziali.

Risposta corretta: C — Quando la sua densità rimane costante anche se sottoposto a variazioni di pressione

L’incompressibilità riguarda per definizione la risposta alla pressione. L’opzione B parla di temperatura, che è un’altra proprietà; la E descrive un fluido non viscoso, cioè ideale — concetto distinto da incompressibile.

Risposta corretta: B — 80%

All’equilibrio di galleggiamento la frazione di volume immersa eguaglia il rapporto fra le densità: 0,8/1,0 = 0,8. Essendo la zattera un prisma a sezione costante, la stessa frazione vale per l’altezza: 80%. Le dimensioni della base sono irrilevanti e servono solo da distrattore.

Risposta corretta: E — [M][L][T]−2

Da F = ma, con [a] = [L][T]−2, segue subito [F] = [M][L][T]−2. È il newton espresso in unità fondamentali: kg·m/s².

Risposta corretta: C — La lavatrice

A tensione fissa I = P/V, quindi la corrente più alta spetta semplicemente alla potenza più alta. Confrontando dopo aver uniformato le unità — 1000 W, 150 W, 2500 W, 1500 W — vince la lavatrice con circa 11,4 A.

Risposta corretta: D — L’energia cinetica media delle molecole triplica

Per la teoria cinetica l’energia cinetica media è E = (3/2)kT: proporzionalità diretta con la temperatura assoluta. Se T triplica, triplica anche E. Nessun altro dato serve, il che esclude A e B.

Risposta corretta: E — circolare uniforme

Curvatura costante significa raggio costante, quindi traiettoria circolare; velocità scalare costante qualifica il moto come uniforme. L’accelerazione non è nulla ma puramente centripeta: cambia la direzione della velocità, non il suo modulo.

Risposta corretta: D — Massa

Un’onda trasporta energia, quantità di moto, potenza e informazione attraverso il mezzo, ma non materia: le particelle oscillano attorno alla propria posizione di equilibrio senza migrare con il fronte d’onda.

Risposta corretta: E — vale 1 − T1/T2, con le temperature espresse in K

Nel rendimento di Carnot il rapporto è freddo su caldo e le temperature vanno in kelvin: usare i gradi centigradi (A) darebbe risultati privi di senso, incluso il rendimento negativo. Poiché T1 < T2, il valore è sempre compreso fra 0 e 1, il che esclude C e D.

Risposta corretta: C — dipende dall’indice di rifrazione del mezzo in cui viaggiano

Vale v = c/n: solo nel vuoto la velocità è la costante c, mentre in un mezzo si riduce del fattore n. È perciò falso dire che sia costante in assoluto (B). La dipendenza dalla frequenza (E) descrive la dispersione, un effetto del secondo ordine che agisce attraverso n, non la legge generale.

Nel testo ufficiale la sigla “e. m.” sta per elettromagnetiche.

Risposta corretta: A — 0 V

In un conduttore isolato all’equilibrio elettrostatico le cariche in eccesso si dispongono tutte sulla superficie: all’interno il campo è nullo e l’intero volume è equipotenziale. Fra due punti interni la differenza di potenziale è quindi zero, quali che siano carica e capacità. I valori 10 nC e 5 nF sono deliberatamente inutili e servono a indurre l’uso improprio di ΔV = Q/C, che vale per un condensatore.

Nota — Quesito costruito apposta contro la risposta automatica: chi applica la formula senza guardare il sistema fisico sbaglia.

DOMANDE A CON MODALITÀ A COMPLETAMENTO

Completamento: SCALARE

Il lavoro è L = F·s·cos θ, cioè il prodotto scalare fra forza e spostamento: due vettori che danno come risultato una grandezza scalare. Ne discende che una forza perpendicolare allo spostamento compie lavoro nullo.

Completamento: ORTOGONALI — accettabile anche PERPENDICOLARI

In un’onda elettromagnetica i vettori E e B oscillano perpendicolari fra loro e, entrambi, alla direzione di propagazione: l’onda è quindi trasversale. I due campi restano inoltre in fase e con ampiezze legate dalla relazione E = cB, tanto che si generano a vicenda — un campo elettrico variabile induce un campo magnetico e viceversa. È proprio questo mutuo sostegno a permettere all’onda di propagarsi nel vuoto, senza alcun mezzo materiale.

Completamento: FREQUENZA

Relazione di Planck: E = hν. Rispetto alla lunghezza d’onda la proporzionalità è invece inversa, dato che E = hc/λ.

Completamento: CIRCOLARE

La forza di Lorentz è sempre perpendicolare alla velocità, quindi non compie lavoro e non altera il modulo: agisce da forza centripeta. Con velocità iniziale ortogonale al campo la traiettoria è una circonferenza di raggio r = mv/(qB). Una componente parallela al campo la trasformerebbe in un’elica.

Completamento: DISSIPATIVO

Attrito del perno e resistenza dell’aria sono forze non conservative: sottraggono progressivamente energia meccanica convertendola in calore, e l’ampiezza decade. In assenza di dissipazione l’oscillazione proseguirebbe indefinitamente.

Completamento: REALE

Con l’oggetto fra il centro di curvatura e il fuoco di una lente convergente l’immagine risulta reale, capovolta e ingrandita — la configurazione dell’obiettivo di un proiettore. L’immagine virtuale e diritta si ottiene invece portando l’oggetto dentro il fuoco, come nella lente d’ingrandimento.

Completamento: CALORE

A volume costante il gas non compie lavoro di espansione, quindi il primo principio ΔU = Q − L si riduce a ΔU = Q: tutto il calore scambiato va a variare l’energia interna.

Completamento: v/f

Dalla relazione fondamentale v = λf segue λ = v/f. La velocità dipende dal mezzo, la frequenza dalla sorgente: è la lunghezza d’onda ad adattarsi quando il suono cambia mezzo.

Completamento: PERIODO

f = 1/T: periodo e frequenza sono due modi di misurare la stessa cosa. Il periodo è la durata di un’oscillazione completa e si esprime in secondi; la frequenza conta quante oscillazioni entrano in un secondo e si esprime in hertz. Un suono a 500 Hz ha quindi periodo 2 ms — un’inversione mentale utile perché nei problemi il dato fornito e quello richiesto sono quasi sempre uno l’inverso dell’altro.

Completamento: 2/3 — accettabili anche 0,67 e 0,667…

Urto completamente anelastico, con conservazione della sola quantità di moto: (0,020 · 2) / (0,020 + 0,040) = 0,04/0,06 = 2/3 m/s ≈ 0,67 m/s. L’energia cinetica invece non si conserva, perché i corpi restano attaccati.

Completamento: 9 — oppure +9

Il prefisso nano vale 10−9, quindi un pascal contiene 109 nanopascal. Passando a un sottomultiplo il numero cresce: l’esponente è positivo.

Completamento: 49050 — accettabile anche 4,9·10⁴

Legge di Stevino per la pressione manometrica: p = ρgh = 1000 · 9,81 · 5 = 49 050 Pa. “Manometrica” significa misurata al netto della pressione atmosferica, che quindi non va sommata.

Completamento: 375

Dall’equazione di continuità v = Q/S: v₁ = 1 m/s dove la sezione è 1 cm², v₂ = 0,5 m/s dove è 2 cm². Bernoulli in condotto orizzontale dà P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) = ½·1000·(1 − 0,25) = 375 N/m². Dove la sezione si allarga la velocità cala e la pressione sale.

Completamento: 4

Un litro contiene 106 mm³, quindi la proteina totale è 4 µg · 106 = 4·106 µg. Convertendo, 4·106 · 10−6 g = 4 g. I due fattori 106 si elidono.

Completamento: RESISTENZA

V = R·I: la costante di proporzionalità è la resistenza, misurata in ohm. La legge di Ohm non è però universale, è la descrizione di un comportamento: vale per i conduttori detti appunto ohmici, in cui R resta costante al variare della tensione. Semiconduttori, diodi e soluzioni elettrolitiche non la rispettano, e il loro grafico V-I non è una retta.

Completamento: 1000

Due resistenze uguali in parallelo danno la metà del valore singolo: 1000/2 = 500 Ω. In serie con gli altri 500 Ω si sommano: 500 + 500 = 1000 Ω.

Risposta corretta: B — Il covolume non è trascurabile

Le altre quattro opzioni descrivono tutte il gas ideale. Il gas reale se ne discosta per due motivi, entrambi codificati nell’equazione di van der Waals: le molecole occupano un volume proprio — il covolume b — e si attraggono a distanza tramite il termine a.

Risposta corretta: B — 42,5 cm

La zattera ha volume 4 · 4 · 0,5 = 8 m³ e massa 6400 kg; con il carico si arriva a 6800 kg. All’equilibrio la spinta di Archimede deve eguagliare il peso totale, quindi il volume immerso è 6,8 m³ e l’altezza immersa 6,8/16 = 0,425 m.

Risposta corretta: C — si misura in Joule

L’energia cinetica è un’energia e si misura in joule. Il watt (B) è potenza, cioè energia nel tempo. Nel moto uniformemente accelerato la velocità cambia, quindi l’energia cinetica non è costante (D); nel moto rettilineo uniforme la velocità è costante ma non nulla, quindi nemmeno l’energia lo è (E).

Risposta corretta: C — 10 litri

Per definizione 1 dm³ = 1 litro, quindi 10 dm³ = 10 L. Conviene fissare la scala una volta per tutte: un metro cubo contiene 1000 litri, un decimetro cubo è il litro, un centimetro cubo è il millilitro. Le tre equivalenze coprono quasi tutte le conversioni di volume che compaiono ai test.

Risposta corretta: E — Sono perpendicolari

Sviluppando i moduli, |a+b|² = a² + b² + 2ab·cos θ e |a−b|² = a² + b² − 2ab·cos θ. Perché coincidano serve cos θ = 0, cioè θ = 90°. Geometricamente: le diagonali del parallelogramma sono uguali solo se questo è un rettangolo.

Risposta corretta: E — Che la sua intensità è 10⁻¹² W/m²

La scala dei decibel è logaritmica e relativa: L = 10 log(I/I₀) con I₀ = 10−12 W/m². Zero decibel significa I = I₀, cioè intensità pari al riferimento — la soglia di udibilità — non intensità nulla (B) né suono inesistente (C).

Risposta corretta: C — ∆T1 = ∆T2

La capacità termica è già riferita al corpo intero: da Q = C·ΔT, con C e Q uguali segue ΔT uguale. Le masse (E) servirebbero solo se fosse dato il calore specifico, che è per unità di massa.

Risposta corretta: C — Sfere concentriche alla carica

Il potenziale di una carica puntiforme, V = kq/r, dipende solo dalla distanza: i punti a pari potenziale formano quindi sfere centrate sulla carica. Come sempre, le superfici equipotenziali sono perpendicolari alle linee di campo, che qui sono radiali.

Risposta corretta: E — Aumenta di un fattore 4

La potenza media di un’onda armonica va come P ∝ ρvA·ω²s², cioè con il quadrato della frequenza. Raddoppiando f la potenza quadruplica.

Risposta corretta: B — = D — nCV ∆T

Per un gas perfetto l’energia interna dipende solo dalla temperatura, e ΔU = nCVΔT vale per qualunque trasformazione, non solo per l’isocora: il CV compare anche quando il volume cambia.

Nota — Errore nel testo d’esame: le opzioni B e D sono identiche, quindi le risposte corrette sono due.

Risposta corretta: A — Dirette dall’armatura positiva a quella negativa perpendicolarmente ad esse

Per convenzione le linee di campo escono dalle cariche positive ed entrano in quelle negative — il che esclude C, che inverte il verso. Nel condensatore piano ideale il campo è uniforme e ortogonale alle armature, quindi le linee sono rette parallele fra loro e perpendicolari alle piastre.

Risposta corretta: E — 6

In acqua di mare si aggiunge circa 1 atmosfera ogni 10 m: a 50 m la pressione idrostatica vale ~5 atm. Alla profondità va però sommata l’atmosfera che grava sulla superficie, per un totale di 6 atm. Rispondere 5 (B) significa dimenticare proprio quel contributo.

Risposta corretta: D — È una grandezza fisica adimensionale

Il numero di Reynolds è il rapporto fra forze inerziali e viscose: nella formula Re = ρvD/η tutte le dimensioni si semplificano. È un numero puro, e proprio per questo il suo valore soglia (~2000) separa moto laminare e turbolento indipendentemente dalle unità scelte.

Risposta corretta: D — Traslato parallelamente a sé stesso

Il raggio subisce due rifrazioni successive su facce parallele: la prima lo avvicina alla normale entrando nel vetro, la seconda lo allontana della stessa quantità uscendone. Le due deviazioni si compensano esattamente, così la direzione finale è identica a quella iniziale ma la retta è spostata lateralmente.

Risposta corretta: B — 10 Km

Lo spostamento è un vettore, quindi si sommano le componenti: 10 km a Nord e 18 a Sud danno 8 km a Sud, mentre a Est restano 6 km. Il modulo è √(8² + 6²) = 10 km. La distanza percorsa, ben diversa, sarebbe 34 km.

DOMANDE CON MODALITÀ A COMPLETAMENTO

Completamento: 30

L’elettronvolt è definito come l’energia acquistata da una carica elementare attraverso 1 volt: attraversando 3·104 V l’elettrone guadagna 3·104 eV, cioè 30 keV. La conversione in joule non serve.

Completamento: 108

Da m/s a km/h si moltiplica per 3,6: 30 · 3,6 = 108 km/h. Il fattore non è arbitrario, è 3600 s/h diviso 1000 m/km. Nel verso opposto si divide per 3,6, e il controllo di plausibilità è immediato: il valore in km/h deve sempre risultare il maggiore dei due.

Completamento: CHIUSE

Non esistendo monopoli magnetici isolati, le linee del campo magnetico non hanno né sorgenti né pozzi e si richiudono sempre su se stesse. È il contenuto della legge di Gauss per il magnetismo: il flusso attraverso qualunque superficie chiusa è nullo.

Completamento: PARABOLICA

La legge oraria s = s₀ + v₀t + ½at² è quadratica nel tempo, quindi il grafico spazio-tempo è una parabola. Nel grafico velocità-tempo, invece, la stessa legge dà una retta.

Completamento: DISTANZA

Legge di Coulomb: F = k q₁q₂/r², con la stessa dipendenza inversa dal quadrato che compare nella gravitazione universale. La conseguenza pratica da tenere a mente è quanto rapidamente decada: raddoppiando la distanza la forza scende a un quarto, triplicandola a un nono. A differenza della gravità, però, questa forza può essere attrattiva o repulsiva a seconda del segno delle cariche.

Completamento: RIFLESSIONE

Oltre l’angolo limite la luce che incide sull’interfaccia fra nucleo e mantello viene riflessa totalmente, senza rifrazione né perdita apprezzabile: il raggio resta intrappolato e viaggia lungo la fibra anche in curva.

Completamento: 9 — oppure NOVE

La velocità finale al suolo è vf = √(2g·12). Poiché v² cresce linearmente con la caduta, dimezzare la velocità significa ridurre v² a un quarto, cioè cadere per un quarto dei 12 m: 3 m. L’altezza dal suolo è quindi 12 − 3 = 9 m.

Completamento: UGUALE

L’entropia è una funzione di stato: la sua variazione dipende solo dagli stati A e B, non dal cammino. Proprio su questo si basa il metodo di calcolo per le trasformazioni irreversibili, che consiste nell’immaginare una reversibile fra gli stessi estremi. Ciò che cambia è invece l’entropia dell’universo, che nella irreversibile aumenta.

Completamento: NON

Il suono è un’onda meccanica e richiede un mezzo materiale: sulla Luna, priva di atmosfera, non ha nulla in cui propagarsi. Le onde elettromagnetiche, al contrario, viaggiano anche nel vuoto.

Completamento: 0,85

La frazione immersa è il rapporto fra le densità: 850/1000 = 0,85, cioè l’85% del volume. Stesso principio del quesito 7 di Fisica del primo appello.

Completamento: −100

Il lavoro non è una funzione di stato, ma lungo la stessa trasformazione percorsa in senso inverso cambia semplicemente di segno: il gas viene compresso e subisce lavoro anziché compierlo. Da qui −100 J.

Completamento: 1.000.000

Da 60 = 10 log(I/I₀) segue log(I/I₀) = 6, cioè I/I₀ = 106. La scala logaritmica comprime rapporti enormi: 60 dB, che è il livello di una conversazione, corrisponde a un milione di volte la soglia di udibilità.

Completamento: 15.696 — accettabile anche ≈16.000

Al limite di affondamento la zattera è completamente immersa e sposta 8 m³ d’acqua, cioè 8000 kg. Sottraendo la massa propria del legno, 0,8 · 8000 = 6400 kg, restano 1600 kg di carico utile; in newton, 1600 · 9,81 ≈ 15 696 N.

Nota — Nel testo le densità sono espresse in kg/cm³: refuso, vanno lette come kg/m³.

Completamento: 3,2

320 cm/s² = 320/100 m/s² = 3,2 m/s². Solo la lunghezza va convertita, perché i secondi al denominatore sono già unità SI: è l’errore tipico di chi, vedendo il quadrato, tenta di dividere per 100² anziché per 100.

Completamento: IRRAGGIAMENTO

È l’unico dei tre meccanismi che non richiede un mezzo materiale, avvenendo per emissione di onde elettromagnetiche: così ci arriva il calore del Sole.

Completamento: 60

Per sorgente in avvicinamento f’ = f·c/(c − v), che al primo ordine diventa f’ ≈ f(1 + v/c). Un aumento del 5% impone quindi v/c = 0,05, da cui v = 0,05 · 1200 = 60 km/h.

Prove ufficiali del Semestre Filtro 2025 per l’accesso a Medicina, Odontoiatria e Veterinaria: primo appello del 20 novembre e secondo appello del 10 dicembre 2025. Il testo dei quesiti è riportato integralmente e senza modifiche, verificato quesito per quesito rispetto alla fonte. Le risposte corrette seguono le soluzioni ufficiali; i commenti sono redatti per questo documento. Le anomalie riscontrate nei testi d’esame sono segnalate in nota accanto al quesito interessato.