ELETTROSTATICA ELENCO DELLE DOMANDE E DEGLI ARGOMENTI
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- Domenico Torre
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1 Pagina 1 ELETTROSTATIA ELEO DELLE DOMADE E DEGLI ARGOMETI 1. La carica elettrica. arica elettrica positiva e negativa 3. Protoni, elettroni, neutroni e carica elettrica 4. osa significa ire che un corpo è elettricamente neutro 5. La forza (interazione) i oulomb o elettrostatica 6. Grafico ella forza elettrica in funzione ella istanza 7. Unità i misura ella carica elettrica nel S.I. 8. Quantizzazione ella carica elettrica; carica ell elettrone e el protone. osa significa elettrizzare un corpo. E possibile che un corpo sia elettrizzato negativamente perché ha perso protoni? 11. onfronto tra la forza colombiana e la forza gravitazionale (vei esercizio) 1. Il campo elettrico 13. unità i misura el campo elettrico 14. ampo elettrico creato a una carica a simmetria sferica 15. Il concetto i campo in fisica 16. Analogie e ifferenze tra campo gravitazionale e campo elettrico 17. Relazione tra valore el campo elettrico in un punto e forza i oulomb 18. La legge i oulomb negli isolanti: costante ielettrica 1. he cosa escrive la costante ielettrica 0. Dissociazione elettrolitica el al nell acqua e valore ella costante ielettrica nell acqua 1. arattere vettoriale ella forza i coulomb. Principio i conservazione ella carica elettrica 3. escrivere il campo elettrico come un sistema fisico che può compiere lavoro. 4. l energia potenziale elettrica 5. unità i misura ell energia potenziale elettrica. 6. la ifferenza i energia potenziale elettrica 7. il potenziale elettrico 8. la ifferenza i potenziale. unità i misura el potenziale elettrico e ella ifferenza i potenziale 30. onuttori e isolanti 31. Struttura elettrica i un conuttore e i un isolante 3. come e quali elettroni si muovono all interno i un conuttore 33. resistenza elettrica 34. Elettrizzazione per inuzione in un conuttore e in un isolante 35. ome si può fare per elettrizzare totalmente e efinitivamente un conuttore? 36. L elettroscopio 37. movimento collettivo i cariche elettriche.
2 Pagina Esercizi svolti Esercizio 1 onfrontare interazione elettrostatica e interazione gravitazionale a) onsieriamo l espressione ell interazione elettrostatica E k Q Q 1 k ; mettiamo Q 1 = 1, Q = 1 e = 1m; otteniamo E G b) onsieriamo aesso l espressione ell interazione gravitazionale G m m 1 G 6,67 11 G 6,67 c) Eseguiamo il rapporto. 11 ; mettiamo m 1 = 1 kg, m = 1 kg e = 1m; otteniamo E G 11 6,67 6, ,3 0 1,3 E 0 l interazione elettrica è G gravitazionale ( 0 miliari i miliari i volte più intensa) Esercizio 0 volte più intensa ell interazione alcolare la forza elettrica repulsiva esistente tra ue protoni posti alla istanza i - m. La carica el protone è i 1,6x -1. Risoluzione: consieriamo le ue cariche nel vuoto: Q Q m 1 k ;k 1 1 ( 1, 6 1, 6 ) 1 ( ), 3
3 Pagina 3 Esercizio 3 Due cariche uguali sono poste in un mezzo i costante ielettrica relativa r la loro istanza reciproca è i 30 cm. Sapeno che fra loro agisce una forza repulsiva i 400, calcolare il valore elle ue cariche. Risoluzione: k Q r Q 1 e, poiché le ue cariche sono UGUALI: Q k r e estraeno la raice quarata: Q k r Q 1 4 ( 3 ) , Esercizio 4 Un corpo carico negativamente viene spostato sotto l azione i una ifferenza i potenziale i x 4 V. Sapeno che perché questo avvenga si eve compiere un LAVORO pari a 4,x -3 J, eterminare la carica el corpo e a quanti elettroni corrispone. Risoluzione la relazione esistente tra lavoro svolto, carica e ifferenza i potenziale è ata a L = QV alla quale si ricava: Q L V Q 4, 3 4, 1 7 poiché la carica ell elettrone è 1,6x -1, in,1x -7 sono contenuti, 1 1, , 3 1 elettroni
4 Pagina 4 Esercizi a svolgere Esercizio 1 Due corpi conuttori carichi A e B, sono immersi in un materiale isolante che ha una costante ielettrica relativa r = Sapeno che la carica el corpo A è Q a = 6,4x -5, quella el corpo B Q b =,x -6 e che la loro istanza reciproca è =x - m, calcolare il valore ella forza elettrica che agisce fra loro. Esercizio alcolare la istanza esistente tra ue corpi carichi A e B, sapeno che: Q a = 3,5x -6 ; Q b =,4x -5 e che fra i essi agisce una forza elettrica i 14. I ue corpi carichi sono posti in un materiale isolante i r = 40. Esercizio 3 Una carica elettrica Q viene sottoposta a una ifferenza i potenziale (p) V, si ottiene i conseguenza un lavoro i 45 J. Sapeno che la carica è i 4,5x -6, calcolare il valore i V. Esercizio 4 In un materiale isolante i costante ielettrica relativa r = 1500, sono posti ue corpi carichi Q 1 = 5x -6 e Q = 6x -5 ; sapeno che la loro istanza reciproca è = 0 cm, eterminare la forza elettrica che agisce fra i loro. Esercizio 5 Per trasportare una carica elettrica Q tra ue punti i un campo elettrico, tra i quali esiste una p V = 0 V, le forze el campo compiono un lavoro i L = 48 J. Determinare il valore ella carica Q. Esercizio 5 6 Una carica i Q = 6 è immersa in una sostanza che ha una costante ielettrica relativa i r = 0. alcolare: a) il campo elettrico creato alla carica Q a una istanza i cm; 6 b) la forza elettrica che agisce su una carica q B = 6, posta alla istanza i 00 cm a Q; c) il valore el potenziale elettrico alla istanza i cm a Q. Esercizio 6 Una carica i 7 5 crea attorno a se un campo elettrico; calcolare: a) Il valore el campo in un punto A alla istanza i cm alla carica che crea il campo; b) Il potenziale in un punto B alla istanza i 1m.
5 Pagina 5 c) La p tra i punti A e B; ) Il lavoro svolto alle forze el campo per spostare una carica i tra i punti A e B. Esercizio 8 ella molecola el sale (al) lo ione a + si trova a.3 - m allo ione l Qual è la forza i attrazione tra gli ioni? Esercizio Due piccole sfere sono caricate positivamente con una carica totale pari a -5, si respingono con una forza pari a 1, quano si trovano a m l una all altra. Si calcoli la carica su ciascuna sfera sapeno che ha lo stesso valore su ciascuna sfera. Esercizio Un elettrone (massa, me =,1-31 kg; carica, e = 1,60-1 ) è posto a - m a un protone. Quale eve essere la sua velocità minima per poter sfuggire alla forza i attrazione elettrostatica? Esercizio 11 Determinare l intensità el campo elettrico in un punto nel quale sulla carica i Q = 7 m si esercita una forza i = 5 m Esercizio 13 Due cariche elettriche inizialmente a una istanza i 1 m, vengono portate a istanza i cm. alcolare i quanto aumenta l energia potenziale el sistema. Esercizio 14 Un elettrone (massa, me =,1-31 kg; carica, e = 1,60-1 ) è posto a - m a un protone. Quale eve essere la sua velocità minima per poter sfuggire alla forza i attrazione elettrostatica? Esercizio 15 Determinare l intensità el campo elettrico in un punto nel quale sulla carica i Q = 7 m si esercita una forza i = 5 m Esercizio 16 Due cariche puntiformi i valore 7,5 n e 14,7 n si trovano a istanza relativa i 5 cm. Determinare l intensità el campo elettrico in un punto che si trova a 3 cm alla carica positiva e 4 cm alla carica negativa. Esercizio 17 Due cariche elettriche inizialmente a una istanza i 1 m, vengono portate a istanza i cm. alcolare i quanto aumenta l energia potenziale el sistema.
6 Pagina 6 Domane 1. Tra ue punti A e B i un campo elettrico esiste una ifferenza i potenziale V = V; il lavoro che le forze el campo evono compiere per spostare una carica i q 5 8 tra i ue punti A e B è: [A] L [] L 5 7 J ; [B] L 50 J ; 5 8 J ; [D] L 5 8 J. L Unità i misura ell energia potenziale elettrica è: [A] il Joule (J); [B] il watt (W); [ ] l ampere (A); [D] il volt (V)
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