Testi usati per la proiezione con lavagna luminosa.

Transcript

1 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.1/12 In queste pagine: Testi usati per la proiezione con lavagna luminosa. Si tratta di fogli sparsi e incompleti sui quali, a lezione, vengono aggiunti a mano disegni, schemi, formule, soluzioni di esercizi ecc. Vengono forniti solo per facilitare chi vuole servirsene per aiutarsi nel prendere appunti Sono state utilizzate e messe a punto durante lo svolgimento di corsi tenuti in precedenza, quindi possono essere variate (senza preavviso) per adattarle al corso corrente. Sarebbe privo di senso cercare di poter utilizzare queste pagine come testo o come dispensa!

2 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.2/12 In questa lezione: Informazioni sul corso (orario, testi, materiale didattico, finalità, contenuti, modalità d esame ) Forza elettrostatica e legge di Coulomb Principio di sovrapposizione Campi (aspetti formali ) Distribuzioni di carica Campi generati da distribuzioni discrete e continue

3 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.3/12 lun mar mer gio ven FIS FIS FIS FIS FIS FIS FIS FIS 2 60 ore in totale. Orario, programma sintetico, esami, iscrizione esame, info rapide (variazioni, risultati delle prove) sulle pagine di facoltà ( Altro materiale (precedenti testi d esame) Contenuti (e finalità): introduzione elementare ad alcuni aspetti dell elettricità, del magnetismo, e dell elettromagnetismo classico. Propedeuticità e prerequisiti. Fisica 1, Analisi 1. Geometria euclidea. Questo corso è propedeutico (o costituisce prerequisito) per i corsi di elettrotecnica, elettronica, campi elettromagnetici, antenne Esame: prove in itinere SOLO per autovalutazione. Prova scritta (eventuale test rapido elementare seguito da alcuni esercizi seri ). Prova orale (colloquio su esercizi e/o argomenti teorici )

4 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.4/12 Forza di Coulomb F Coul = Ricorda l interazione gravitazionale F grav = In particolare, decresce come r -2, ed è centrale e quindi conservativa. Tuttavia le masse sono positive sempre e quindi F grav è attrattiva, mentre le cariche possono avere segni vari e quindi F Coul può essere attrattiva e repulsiva. Differenza importante: la massa di un oggetto è assegnata, mentre la carica può essere variata (incidendo in modo trascurabile sulla massa). La massa ha spesso una distribuzione assegnata (pensare al corpo rigido), mentre la carica può spesso ridistribuirsi.

5 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.5/12 Fenomenologia e metodi per conferire carica elettrostatica. Cosa intendiamo per elettrostatica Elettrizzazione per sfregamento Conduttori e isolanti (primo cenno) Elettrizzazione per induzione

6 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.6/12 Forza elettrostatica (nel vuoto) e campo elettrostatico. F Coul = k Qq/r 2 ; F Coul = (k Qq/r 2 )u r Campo Coulombiano: F Coul = qe Coul =q (kq/r 2 )u r E Coul =(kq/r 2 )u r Nota bene: questo è il campo prodotto da una carica puntiforme, e r è la posizione rispetto a tale carica. Se la di cariche ce ne sono molte e posizionate variamente nello spazio, non possiamo valutare il campo applicando l espressione trovata sopra così come appare. Per nostra grande fortuna, vale il Principio di sovrapposizione

7 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.7/12 Campo: a cosa ci serve? Quali informazioni dobbiamo trarre dalla conoscenza di un campo? Campo: cosa è da un punto di vista matematico? Cosa dobbiamo fornire per descrivere compiutamente come è fatto un campo? Campi e forze. Cosa è un campo centrale? Cosa è un campo conservativo?

8 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.8/12 Campo generato nel punto r da una carica Q puntiforme posta non in O ma in un punto generico R. Campo di due cariche puntiformi q 1 e q 2 poste in R 1 e R 2 Campo di N cariche puntiformi q i poste in posizioni R i

9 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.9/12 Caso di distribuzioni continue. In un volumetto dv è presente carica ρdv: Si somma come per N cariche, ma ora la somma si fa su infiniti volumetti infinitesimi: passiamo da Σi a dv : E= Questo si può fare anche componente per componente: E x =

10 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.10/12 Esempi vari, con cariche distribuite sia in modo discreto che in modo continuo. Quando possibile (quasi mai nella realtà, quasi sempre negli esercizi che si possono proporre agli esami) si possono utilizzare ragionamenti basati sulla simmetria del problema. Due cariche uguali: calcolare il campo elettrostatico sull asse e sul prolungamento del segmento che le unisce. y a x x= a, y=0 x=+a, y=0

11 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.11/12 Idem, ma con due cariche di segno opposto

12 Università di Siena, Facoltà di Ingegneria, Corso di Fisica 2 (sede di AR), AA , slides lezione n.1, pag.12/12 Quattro cariche uguali Q ai vertici di un quadrato di lato L: calcolare il campo lungo l asse di un lato, lungo la diagonale, lungo l asse del quadrato. Disporre una carica Q al centro in modo che sia nullo il campo al centro di un lato oppure in un punto sull asse del quadrato a distanza L dal piano del quadrato