Esercitazioni - Elementi di Fisica: u.d. 2

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Dario Renzi
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1 Esercitazioni - Elementi di Fisica: u.d. 2 Altri esercizi (svolti in aula) A.A ESERCIZIO A Tre cariche fisse, disposte come in figura, si trovano alla stessa distanza d = 5 cm dall origine di un sistema di riferimento cartesiano bidimensionale. Le cariche positive sono entrambe di carica = 1 pc mentre uella negativa vale = 4 pc. Determinare il campo elettrico generato dalle 3 cariche lungo i punti dell asse ˆx. Si determini successivamente il modulo del campo elettrico nei punti dell asse ˆx a distanza dal centro: a) x = 10 cm b) x = 0 cm c) x = 6 cm y 0 x 1

2 ESERCIZIO B Dato il circuito in figura, C 1 C 2 C 3 C 4 A B C C 6 C 5 ΔV con: C 1 = 2 F C 2 = 2 F C 3 = 3 F C 4 = 5 F C 5 = 1 F C 6 = 3 F V = 12 V Dire uanto vale: a) La capacità euivalente del circuito b) La differenza di potenziale tra le coppie di punti (A, B), (B, C), (A, C) mostrati in figura c) La carica accumulata sull armatura di ciascun condensatore 2

3 ESERCIZIO C Dato il circuito in figura, B R 3 C R 5 R 1 R 2 R 4 R6 A D ΔV con: R 1 = 2 Ω R 2 = 2 Ω R 3 = 3 Ω R 4 = 5 Ω R 5 = 1 Ω R 6 = 3 Ω V = 12 V Dire uanto vale: a) La resistenza euivalente del circuito b) La correte che scorre nel circuito c) La differenza di potenziale tra le coppie di punti (A, B), (B, C), (C, D) mostrati in figura 3

4 ESERCIZIO D Il filamento di un cavo di argento emette per effetto termoionico un elettrone con velocità c 10, dove c è la velocità della luce e vale c = m 2 s. Indicare modulo, direzione e verso della forza di Lorentz uando viene applicato un campo magnetico B = 0.1 T perpendicolare alla velocità dell elettrone. Assumere che l elettrone sia diretto lungo l asse x mentre il campo magnetico lungo l asse y. Quanto vale l accelerazione dell elettrone? Quanto varrebbe l accelerazione dell elettrone se il campo magnetico fosse anch esso orientato lungo l asse x? ESERCIZIO E Quanto vale il campo magnetico B generato ad una distanza d = 1.5 cm da un filo percorso da una corrente in grado di trasportare una uantità di carica pari a 0.8 C in un secondo? Quale dovrebbe essere il raggio di una spira circolare, percorsa dalla stessa corrente I, per generare nel suo centro un tale campo magnetico? ESERCIZIO F Un cavo di diametro d = 1 cm e lunghezza l = 1 m ha una conducività σ = 10 2 (Ωm) 1 uando si trova alla temperatura T = 300 C. a) Se il coefficiente termico di resistività è α = 10 3 C 1, che differenza di potenziale bisogna applicare al filo affinché in esso scorra, a temperatura ambiente (T 0 = 20 C), una corrente di 2 A? b) Supponendo di voler fornire tale corrente tramite un condensatore capace di scaricarsi completamente in T = 10ns, uanto dovrebbe essere lungo il lato di tale condensatore? Assumere il condensatore uadrato con le pareti distanti fra loro 1 mm e immerse in un acido con costante dielettrica ε = 12. c) Quanto varrebbe il campo elettrico all interno di tale condensatore supponendo di rimuoverlo dall acido in cui è immerso? ESERCIZIO G Che lavoro dovrebbe compiere un campo elettrico E per accelerare una carica = 1 nc, sapendo che la d.d.p. elettrica corrispondente a tale lavoro è V = 2 V, con uno spostamento s = 1.4 m? Sarebbe sufficiente il campo elettrico massimo generato da un onda elettromagnetica di intensità I = 5 mw? 4

5 RISULTATI ESERCIZIO A [ E(x) = 2K e x (d 2 + x 2 ) 3/2 + K e (d + x) d + x ] ˆx a) N C b) 14.4 N C c) N C ESERCIZIO B a) 6 F b) V A,B = 8 V; V B,C = 4 V; V A,C = 12 V c) Q 1 = Q 2 = 12 C; Q 3 = 36 C; Q 4 = 20 C; Q 5 = 4 C; Q 6 = 24 C ESERCIZIO C a) 6 Ω b) 2 A c) V A,B = 2 V; V B,C = 6 V; V C,D = 4 V ESERCIZIO D N m s m s 2 ESERCIZIO E µt cm ESERCIZIO F a) V = V b) l = 3.1 cm c) E = 2.35 MV m ESERCIZIO G 1. L = 2 nj 2. Si, è sufficiente 5

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