Numero progressivo: 6 ξ = 827 Turno: 1 Fila: 1 Posto: 1 Matricola: 0000585465 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Nel circuito elettrico disegnato in figura nel quale la semicirconferenza AC ha raggio OA = 22 cm circola una corrente elettrica di intensità pari a i = 3 ma. Nella regione rettangolare delimitata dalla linea tratteggiata è presente un campo magnetico uniforme B = 10 4 ξ 2 ĵ T, dove ĵ è il versore relativo all asse verticale y. Determinare l intensità della forza magnetica F agente sulla semicirconferenza AC. Forza sulla semicirconferenza AC [N]: 2. Un arco (di spessore trascurabile) e raggio ( R = ) 1 m, ha densità lineare di carica pari a λ = 4 C/m. Sapendo che, riferendosi alla figura, θ 1 = π 4 rad e θ π 2 = 2 + ξ 1000 rad, determinare le componenti del campo elettrico nel punto O, rispetto al sistema di riferimento assegnato. E x [N/C]: E y [N/C]: 3. Una stazione trasmittente emette un onda elettromagnetica sinusoidale, di potenza P 0 = 1 kw alla frequenza ν 0 = 2ξ khz. Se l emissione avviene lungo due coni a base sferica, identici, opposti, con angolo di apertura totale α = 0.2 rad, vedi figura, determinare l intensità del segnale alla distanza d = ξ m. Intensità [ W/m 2] : y B C A O x V R Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Stazione trasmittente Esercizio n. 3
Numero progressivo: 20 ξ = 934 Turno: 1 Fila: 1 Posto: 5 Matricola: 0000351345 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Due lenti sottili convergenti, di distanza focale nell aria pari a f 1 = 25 cm e f 2 = ( 1+ 1 100 ξ) cm rispettivamente, hanno una distanza reciproca di d = 10 cm, inoltre sono coassiali. Determinare: (a) la distanza dalla seconda lente dell immagine di un oggetto posto a una distanza x 1 = ( 1+ 1 50 ξ) cm dalla prima lente; (b) l ingrandimento lineare trasversale del sistema per tale oggetto. Distanza dell immagine dalla seconda lente [cm]: Ingrandimento lineare trasversale [adimensionale]: 2. Un nastro metallico piano di lunghezza indefinita e larghezza a = 20 cm è percorso da una corrente di densità uniforme e intensità i = 2 A. (a) Qual è il valore del campo magnetico in un punto P, posto sul piano del nastro, che dista l = ξ cm dal bordo del nastro più vicino a P? (b) Se volessimo che nello stesso punto esistesse un campo magnetico di intensità B = ξ nt, quale dovrebbe essere la densità lineare di corrente (intensità di corrente per unità di lunghezza) nel nastro, supposta uniforme sul nastro? Campo magnetico [µt]: Densità lineare di corrente [A/m]: 3. Una particella puntiforme, avente carica elettrica q = 10 nc, è posta alla distanza d = ( 12+ 1 100 ξ) cm dal centro di una sfera conduttrice S, di raggio R = 10 cm, elettricamente neutra e isolata (vedi figura). Determinare l intensità F q S della forza F q S con cui la particella puntiforme carica q attrae la sfera conduttrice S. Consiglio: si affronti l esercizio con il metodo delle cariche immagine. Intensità F q S della forza [µn]: 4πε 0 10 7 H/m = 1.25663706 10 6 H/m, x 1 d a A l Esercizio n. 1 P Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 52 ξ = 71 Turno: 1 Fila: 1 Posto: 6 Matricola: 0000586000 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. In una terna cartesiana ortogonale (x,y,z) è disposta in un certo istante una spira conduttrice rettangolare (vedi figura), con un lato, di lunghezza l = 50 cm, disposto lungo l asse y e l altro lato, di lunghezza h = 1 m, disposto lungo l asse z. La spira ruota attorno all asse z con velocità angolare costante ω = ξ rad/s. Sapendo che nella regione di spazio in cui ruota la spira è presente un campo magnetico uniforme e costante B = Bî, diretto perpendicolarmente al piano y-z, di intensità pari a B = 4 µt, determinare il valore massimo della forza elettromotrice indotta sulla spira. f.e.m. massima [V]: 2. Una corona circolare conduttrice, di raggio interno r 1 = ξ mm e raggio esterno r 2 = 2ξ mm è percorsa da una corrente di densità uniforme e intensità i = 0.5 A. Qual è l intensità del campo magnetico nel centro della corona circolare? Qual è il momento magnetico della corona circolare? Campo magnetico [µt]: Momento magnetico [ Am 2] : 3. Tre polarizzatori sono sovrapposti (vedi figura) in modo che l asse di trasmissione facile del terzo è perpendicolare all asse di trasmissione facile del primo, mentre l asse di trasmissione facile del secondo forma un angolo α = ( 9 100 ξ) con l asse di trasmissione facile del primo. Determinare il rapporto I f I i tra l intensità della luce uscente dal terzo polarizzatore e l intensità della luce (non polarizzata) incidente sul primo polarizzatore. Rapporto I f [adimensionale]: I i 4πε 0 10 7 H/m = 1.25663706 10 6 H/m, I II r 1 r 2 III Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 28 ξ = 178 Turno: 1 Fila: 1 Posto: 10 Matricola: 0000593692 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un filo isolante, di lunghezza molto maggiore delle distanze radiali considerate, uniformemente carico, di raggio R 1 = 1 cm e densità lineare di carica λ 1 = 0.1 nc/m, è posto entro una guaina cilindrica coassiale, uniformemente carica, di raggio interno R 2 = 2 cm, raggio esterno R 3 = 3 cm e densità lineare di carica λ 2 = 0.2 nc/m. Calcolare il modulo del campo elettrico alla distanza r = 1 250 ξr 1 dall asse del sistema. Campo elettrico E [V/m]: 2. Un arco (di spessore ( trascurabile) ) e raggio R = 1 m, ha densità di carica λ = λ 0 cosθ dove λ 0 = 4 C/m. Sapendo che θ 1 = π 4 rad e θ π 2 = 2 + ξ 1000 rad, determinare il potenziale elettrico nel punto O, centro dell arco in figura (considerando nullo il potenziale all infinito). Potenziale [V]: 3. Un oggetto si trova sull asse ottico di una lente, a una distanza x 1 = ( 60+ 1 20 ξ) cm da questa. La lente è convergente e sottile e la sua convergenza è pari a P = 1.9 diottrie nell aria (n aria = 1.0002926). Dietro la lente si trova uno specchio piano orientato a 45 rispetto all asse ottico. Lo specchio riflette i raggi sulla superficie libera dell acqua contenuta in una bacinella. L indice di rifrazione dell acqua è pari a n acqua = 1.33. La somma delle distanze specchio-acqua e specchio-lente è pari a l = 100 cm. (a) Determinare la profondità h che deve avere la bacinella affinché l immagine dell oggetto si formi sul fondo. (b) A che distanza d dalla lente si formerebbe l immagine se al posto della superficie libera dell acqua si mettesse uno specchio concavo di raggio R = 20.5 cm? Profondità della bacinella h [cm]: Distanza immagine-lente d [cm]: 4πε 0 10 7 H/m = 1.25663706 10 6 H/m, CA AB l x 1 2 O C A B 1 R 2 R 3 R 1 O x 1 C h CA AB l n A B Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 11 ξ = 285 Turno: 1 Fila: 3 Posto: 1 Matricola: 0000492674 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. (a) Calcolare lo spessore minimo z di una lamina a quarto d onda avente indice di rifrazione veloce n v = 1+ 1 1000 ξ e indice di rifrazione lento n l = n v + 1 32 ξ, per un onda avente lunghezza d onda ridotta λ0 = 650 nm. (b) Su tale lamina incide un fascio di luce polarizzato ellitticamente, di componenti (detto x l asse veloce e y l asse lento): E x = E 0 cos(ωt kz) E y = ξ ( 1000 E 0cos ωt kz + π ) 2 Determinare l angolo β che il piano di polarizzazione della luce uscente forma con l asse x. Spessore minimo lamina z [nm]: Angolo di polarizzazione β [ ]: 2. Un conduttore cilindrico indefinito di raggio r 1 = 2.2 cm, possiede, al proprio interno, una cavità cilindrica eccentrica, lungo tutto il conduttore, di raggio r 2 = 2 mm. Sia d = 1 50 ξ mm la distanza tra l asse del conduttore e l asse della cavità. Il conduttore è percorso da una corrente elettrica di densità uniforme e intensità i = 1 10 ξ A. Calcolare l intensità del campo magnetico B in un generico punto P entro la cavità. Campo magnetico [µt]: 3. Una particella puntiforme, avente carica elettrica q = 10 nc, è posta alla distanza d = ( 12+ 1 100 ξ) cm dal centro di una sfera conduttrice, di raggio R = 10 cm, messa a terra (vedi figura). Determinare (a) la carica Q indotta dalla carica q sulla sfera conduttrice e (b) il potenziale elettrostatico V in un punto P situato a una distanza r = 5 cm dall asse del sistema, su di un piano perpendicolare all asse e distante z = 11 cm dal centro della sfera (vedi figura). Consiglio: si affronti l esercizio con il metodo delle cariche immagine. Carica indotta Q [nc]: Potenziale V(P) [V]: j r 1 O d P O r 2 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 35 ξ = 392 Turno: 1 Fila: 3 Posto: 5 Matricola: 0000601080 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un filo conduttore rigido, piegato come mostrato in figura, è sospeso verticalmente e può ruotare senza attrito attorno a un asse passante per la congiungente AD. Il filo ha una densità lineare di massa uniforme, pari a λ m = 0.1 kg/m. I lati AB e CD hanno la stessa lunghezza l 1 = 20 cm, mentre il lato BC ha lunghezza l 2 = 40 cm. Il filo è immerso in un campo magnetico uniforme, di modulo B = 10 mt, diretto verso l alto. Una corrente costante, di intensità i = 1 10 ξ A è fatta passare lungo il filo, il quale ruota attorno all asse AD fino a disporsi su di un piano che forma un angolo θ con la verticale. Determinare l angolo θ. Angolo θ [ ]: 2. Il diottro riportato in figura separa aria da vetro (n vetro = 1.55); entro il vetro, lungo l asse ottico, è presente un impurità puntiforme P (vedi figura). ( Sapendo ) che la distanza tra il diottro e l impurità vale h = ξ 10 cm e che l immagine dell impurità P dista dal diottro h = 2+ ξ 100 cm e si trova anch essa all interno del vetro, trovare il raggio di curvatura R del diottro (preso positivo se il diottro mostra la convessità all impurità e negativo se il diottro mostra, come in figura, la concavità all impurità). Raggio di curvatura R [cm]: 3. Un disco isolante, uniformemente carico, di raggio R = ξ mm, carica Q = 10 mc e spessore trascurabile, ruota a velocità costante ν = 10 s 1 (giri al secondo) attorno a un asse a esso perpendicolare e passante per il centro O. (a) Calcolare il campo magnetico nel centro O del disco rotante. (b) Calcolare il momento magnetico del disco rotante. Campo magnetico [µt]: Momento magnetico [ Am 2] : 4πε 0 10 7 H/m = 1.25663706 10 6 H/m, i A B B D C R Q O Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 2 ξ = 499 Turno: 1 Fila: 3 Posto: 6 Matricola: 0000586847 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un onda piana incide, parallelamente all asse principale, su di un diottro sferico aria-vetro che rivolge la concavità alla luce. Il raggio del diottro è R = ξ mm, l indice di rifrazione del vetro è n vetro = 1.50 e l indice di rifrazione dell aria è n aria = 1.0002926. (a) Trovare la distanza f 2 dal diottro del punto F 2 in cui convergono i raggi rifratti (o il loro prolungamento). (b) Supponiamo di invertire il verso di provenienza della luce. Si chiede qual è, in questo caso, la distanza f 1 dal diottro del punto di convergenza F 1 dei raggi rifratti (o del loro prolungamento). Distanza f 2 [cm]: Distanza f 1 [cm]: 2. Un elettrone, all istante t = 0 s, viene sparato nel vuoto, lungo l asse delle ascisse, con velocità iniziale v 0 = ξ 10 5 m/s, come mostrato in figura. A una distanza d = 5 mm si trova un condensatore piano a facce parallele distanti fra di loro 2d. Il condensatore è lungo L 1 = 75 mm e il campo all interno vale E = 5 kn/c. A una distanza L 2 = 10 cm dal condensatore si trova una parete. Trascurando gli effetti di bordo del condensatore, trovare le coordinate del punto di impatto dell elettrone rispetto al sistema di riferimento adottato in figura. Si ricorda che la massa dell elettrone vale m e = 9.109 10 31 kg e la sua carica vale q e = 1.602 10 19 C. Ascissa del punto d impatto [m]: Ordinata del punto d impatto [m]: 3. Un resistore (vedi figura) è costituito di due cilindri conduttori omogenei a contatto, entrambi di sezione S = 1.0 mm 2, costituiti di materiale diverso, con resistività ρ 1 = 2.0 10 6 Ωm e ρ 2 = 6.0 10 4 Ωm e lunghezza l 1 = 1 100 ξ mm e l 2 = 1 100 (1000 ξ) mm. Il resistore è inserito in un circuito alimentato da un generatore di tensione (vedi figura) avente forza elettromotrice V 0 = 6.0 V. Determinare: (a) l intensità i della corrente elettrica che scorre nel circuito; (b) la densità superficiale di carica σ sulla superficie di contatto tra i due conduttori, nello stato stazionario. Intensità di corrente i [A]: Densità superficiale di carica σ [ nc/m 2] : F2 C O F1 R n1 n2 f 2 f 1 Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 18 ξ = 606 Turno: 1 Fila: 3 Posto: 10 Matricola: 0000590555 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Si ha un filo rettilineo infinitamente lungo, percorso da una corrente i = Ct 2 ma, con t che rappresenta il tempo in secondi e la costante C = 1 1000 ξ ma/s2. Determinare il valore del modulo del campo magnetico in un punto posto a una distanza h = 34 cm dal filo al tempo t = 0.3 s. B [pt]: 2. Una spira circolare di raggio R = 1 m è percorsa da una corrente i = 4 A. Calcolare la norma del campo magnetico in un punto posto a una distanza h = ξ cm dal centro della spira, lungo l asse perpendicolare al piano e passante per il centro. Norma del campo magnetico [T]: 3. Un onda piana che si propaga nell aria (indice di rifrazione n aria = 1.0002926) incide, parallelamente all asse ottico, su di una lente biconvessa sottile di vetro avente indice di rifrazione n vetro = 1.50. I raggi di curvatura della lente valgono entrambi R = 1 10 ξ cm. La lente galleggia sul mercurio. Determinare la distanza d dalla lente del punto in cui convergono i raggi dell onda. Distanza d [cm]: Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 14 ξ = 713 Turno: 1 Fila: 5 Posto: 1 Matricola: 0000462203 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un asta conduttrice, di lunghezza d = 9 cm, resistenza R = 1 Ω e massa m = 100 g, si può muovere trasversalmente lungo un binario conduttore di resistività trascurabile (vedi figura), soggetta soltanto alla forza magnetica. Un generatore ideale di tensione continua G applica al circuito formato dal binario e dall asta una f.e.m. costante f = ξ V. Il dispositivo si trova inoltre alla presenza di un campo magnetico uniforme B = 1 T con direzione perpendicolare al piano del binario. Calcolare il valore asintotico della velocità dell asta. Velocità limite [m/s]: 2. Calcolare il raggio di curvatura di uno specchio sferico concavo, sapendo che un regolo lungo l = 2 cm, posto davanti allo specchio, a una distanza x = 25 cm dal vertice, produce un immagine reale lunga l = 1 100 ξ cm. Raggio di curvatura R [cm]: 3. Nel circuito in figura, i tre resistori hanno resistenza R 1 = 30 Ω, R 2 = 40 Ω, R 3 = 20 Ω e R 4 = 10 Ω, mentre i due condensatori hanno capacità C 1 = 500 µf e C 2 = ξ µf. Sapendo che la batteria ha una forza elettromotrice V 0 = 60 V, determinare, nello stato stazionario, la differenza di potenziale V AB tra il punto A e il punto B e l energia E 2 accumulata nel condensatore C 2. Differenza di potenziale V AB [V]: Energia E 2 accumulata nel condensatore C 2 [mj]: x x d v e e B G Esercizio n. 1 l A C l A F O R f Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 67 ξ = 820 Turno: 1 Fila: 5 Posto: 5 Matricola: 0000594741 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un punto luminoso si trova sull asse ottico di uno specchio concavo di raggio R = 40 cm a una distanza x = ( 20+ 1 10 ξ) cm dal vertice. Determinare: (a) la distanza dell immagine; (b) l ingrandimento lineare trasversale dell immagine. Distanza dell immagine x [cm]: Ingrandimento G [adimensionale]: 2. Si consideri un filo rettilineo, di sezione trascurabile, su cui è distribuita uniformemente una densità lineare di carica λ. Sapendo che una carica elettrica puntiforme Q = ξ µc, di massa m = 1 g, in seguito all interazione con il filo, può orbitare con velocità pari in modulo a v = 5 cm/s sulle traiettorie circolari con centro sul filo e giacenti su piani ortogonali al filo stesso, calcolare λ. Si supponga che il filo abbia lunghezza molto maggiore del raggio della traiettoria. Densità lineare di carica λ [pc/m]: 3. Una particella puntiforme, avente carica elettrica q = 10 nc, è posta alla distanza d = ( 12+ 1 100 ξ) cm dal centro di una sfera conduttrice S, di raggio R = 10 cm, messa a terra (vedi figura). Determinare l intensità F q S della forza F q S con cui la particella puntiforme carica q attrae la sfera conduttrice S. Consiglio: si affronti l esercizio con il metodo delle cariche immagine. Intensità F q S della forza [µn]: 4πε 0 10 7 H/m = 1.25663706 10 6 H/m, Q A C A F x x R<0 f O Esercizio n. 1 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 58 ξ = 927 Turno: 1 Fila: 5 Posto: 6 Matricola: 0000593170 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Nel circuito elettrico disegnato in figura nel quale la semicirconferenza AC ha raggio OA = 22 cm circola una corrente elettrica di intensità pari a i = 3 ma. Nella regione rettangolare delimitata dalla linea tratteggiata è presente un campo magnetico uniforme B = 10 4 ξ 2 ĵ T, dove ĵ è il versore relativo all asse verticale y. Determinare l intensità della forza magnetica F agente sulla semicirconferenza AC. Forza sulla semicirconferenza AC [N]: 2. Una stazione trasmittente emette un onda elettromagnetica sinusoidale, di potenza P = 1 kw, alla frequenza ν = 1 1000 ξ MHz. Quanti fotoni vengono emessi in un tempo t = T ξ 2 s, dove T rappresenta il periodo di oscillazione del campo elettrico? Numero di fotoni emessi [adimensionale]: 3. Tre cariche puntiformi, q 1 = 1 nc, q 2 = 2 nc e q 3 = 3 1000 ξ nc, sono rispettivamente disposte, in quiete, nei punti di coordinate cartesiane P 1 (1 cm,0,0), P 2 (0,1 cm,0) e P 3 (0,1 cm,1 cm) in una prefissata terna cartesiana ortogonale. Calcolare l energia potenziale del sistema costituito da queste tre cariche (presa zero l energia potenziale corrispondente alla configurazione in cui le cariche sono infinitamente distanti l una dall altra). Calcolare inoltre la componente y del campo elettrico generato dal sistema nell origine O(0,0,0) della terna cartesiana: E y (0,0,0). Energia del sistema E [J]: Componente y del campo elettrico nell origine E y (0,0,0) [V/m]: y B C V O R A x Esercizio n. 1
Numero progressivo: 17 ξ = 64 Turno: 1 Fila: 5 Posto: 10 Matricola: 0000588490 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un filo rettilineo indefinito è elettrizzato uniformemente con densità lineare di carica λ = 0.9 nc/m. Quanto vale la norma del campo elettrico E in un punto P distante r = ξ mm dal filo? Campo elettrico E [V/m]: 2. Un arco (di spessore trascurabile) e raggio ( R = ) 1 m, ha densità lineare di carica pari a λ = 4 C/m. Sapendo che, riferendosi alla figura, θ 1 = π 4 rad e θ π 2 = 2 + ξ 1000 rad, determinare le componenti del campo elettrico nel punto O, rispetto al sistema di riferimento assegnato. E x [N/C]: E y [N/C]: 3. Un oggetto, posto sull asse ottico di una lente sottile convergente, a una distanza p = 4 cm da essa, dà un immagine a una distanza q = 10 cm e dalla stessa parte dell oggetto. Si avvicini l oggetto di s = 1 500 ξ cm alla lente, a partire dalla posizione precedente. Calcolare: (a) A quale distanza q dalla lente si forma l immagine (scrivere q col segno positivo se l immagine si trova sul lato opposto all oggetto rispetto alla lente e col segno negativo se l immagine si trova dallo stesso lato dell oggetto rispetto alla lente); (b) Il valore dell ingrandimento G (nella configurazione in cui l oggetto è già stato avvicinato). Distanza immagine q [cm]: Ingrandimento lineare trasversale G [adimensionale]: Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 33 ξ = 171 Turno: 1 Fila: 7 Posto: 1 Matricola: 0000591683 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un semianello (di spessore trascurabile) e raggio R = ξ 2 m, ha densità di carica λ = λ 0sinθ, dove λ 0 = 16 C/m. Determinare le componenti del campo elettrico nel punto O della figura, rispetto al sistema di riferimento assegnato. E x [N/C]: E y [N/C]: 2. Determinare la differenza α 0 α tra l angolo di elevazione apparente α 0 e l angolo di elevazione reale α di una stella rispetto all orizzonte, sapendo che l angolo di elevazione apparente è α 0 = ( 1+ 9 100 ξ) e che l indice di rifrazione dell aria sulla superficie terrestre è n 0 = 1.0002926 (si supponga che la Terra sia piatta). Differenza α 0 α [ ]: 3. Si ha un anello di raggio R = 1 m e densità lineare di carica λ = ξ 1000 C/m. Lungo l asse perpendicolare al piano dell anello e passante per il centro (vedi figura) viene posto un elettrone a distanza l = 1 cm, inizialmente in quiete. L elettrone inizia a spostarsi lungo l asse y verso il centro. Determinare la velocità dell elettrone quando passa per il centro O dell anello. Si ricorda che la massa dell elettrone vale m e = 9.109 10 31 kg e la sua carica vale q e = 1.602 10 19 C. Velocità [m/s]: 0 Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 57 ξ = 278 Turno: 1 Fila: 7 Posto: 5 Matricola: 0000588840 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Due lenti sottili convergenti, di distanza focale nell aria pari a f 1 = 25 cm e f 2 = ( 1+ 1 100 ξ) cm rispettivamente, hanno una distanza reciproca di d = 10 cm, inoltre sono coassiali. Determinare: (a) la distanza dalla seconda lente dell immagine di un oggetto posto a una distanza x 1 = ( 1+ 1 50 ξ) cm dalla prima lente; (b) l ingrandimento lineare trasversale del sistema per tale oggetto. Distanza dell immagine dalla seconda lente [cm]: Ingrandimento lineare trasversale [adimensionale]: 2. Una linea di trasmissione di corrente elettrica è costituita da un filo conduttore cilindrico di raggio R 1 = 1 cm, circondato da un guscio cilindrico coassiale conduttore, di raggio interno R 2 = 2 cm e raggio esterno R 3 = 3 cm. Una corrente assiale di densità uniforme e intensità i 1 = 1 A viene fatta passare per il filo interno, mentre per il conduttore esterno scorre una corrente di intensità i 2 = 2 A, con densità uniforme e verso opposto. Calcolare la norma del campo magnetico B alla distanza r = 1 250 ξ cm dall asse del conduttore cilindrico. Campo magnetico B [µt]: 3. Due sferette uguali, di massa m = 10 g e carica q incognita, sono appese con due fili isolanti di lunghezza l = 100 cm allo stesso punto del soffitto. Le sferette si dispongono a una distanza d = 1 20 ξ cm l una dall altra. Determinare la carica q. Carica q [nc]: A x 1 d q q Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 d Esercizio n. 3
Numero progressivo: 1 ξ = 385 Turno: 1 Fila: 7 Posto: 6 Matricola: 0000589940 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un filo isolante, di lunghezza molto maggiore delle distanze radiali considerate, uniformemente carico, di raggio R 1 = 1 cm e densità lineare di carica λ 1 = 0.1 nc/m, è posto entro una guaina cilindrica coassiale, uniformemente carica, di raggio interno R 2 = 2 cm, raggio esterno R 3 = 3 cm e densità lineare di carica λ 2 = 0.2 nc/m. Calcolare il modulo del campo elettrico alla distanza r = 1 250 ξr 1 dall asse del sistema. Campo elettrico E [V/m]: 2. In una data terna cartesiana (x,y,z), un piano indefinito conduttore Π = {(x,y,z) R 3 ; z = 0} è mantenuto a potenziale uniforme nullo V 0 rispetto a terra. Nella stessa terna cartesiana, nel punto P + (0,0,h), con h = 3 cm è posto una particella elettrizzata con carica elettrica q = 10 nc. Determinare la densità superficiale di carica elettrica σ(0,l,0), indotta dalla carica puntiforme sul piano conduttore nel punto P (0,l,0), con l = ξ cm. Densità superficiale di carica σ [ nc/m 2] : 3. Tre polarizzatori sono sovrapposti (vedi figura) in modo che l asse di trasmissione facile del terzo è perpendicolare all asse di trasmissione facile del primo, mentre l asse di trasmissione facile del secondo forma un angolo α = ( 9 100 ξ) con l asse di trasmissione facile del primo. Determinare il rapporto I f I i tra l intensità della luce uscente dal terzo polarizzatore e l intensità della luce (non polarizzata) incidente sul primo polarizzatore. Rapporto I f [adimensionale]: I i 4πε 0 10 7 H/m = 1.25663706 10 6 H/m, 2 I II R 1 1 R 2 R 3 III Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 3 ξ = 492 Turno: 1 Fila: 7 Posto: 10 Matricola: 0000470740 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Determinare il raggio l dell immagine del Sole ottenuta con uno specchio concavo di raggio R = ξ cm, supponendo che il raggio del Sole sia 1 m della distanza x del Sole dalla Terra, con m = 220. Raggio dell immagine del Sole l [mm]: 2. Un conduttore cilindrico indefinito di raggio r 1 = 2.2 cm, possiede, al proprio interno, una cavità cilindrica eccentrica, lungo tutto il conduttore, di raggio r 2 = 2 mm. Sia d = 1 50 ξ mm la distanza tra l asse del conduttore e l asse della cavità. Il conduttore è percorso da una corrente elettrica di densità uniforme e intensità i = 1 10 ξ A. Calcolare l intensità del campo magnetico B in un generico punto P entro la cavità. Campo magnetico [µt]: 3. Due sfere conduttrici cariche, di raggi R 1 = 10 cm e R 2 = 20 cm, sono poste con i centri a distanza d = (30+ξ) cm (si consideri R 1 < R 2 d ma non si trascuri l induzione elettrostatica tra le due sfere). La prima sfera è isolata e possiede una carica elettrica q 1 = 500 nc, mentre la seconda sfera è mantenuta al potenziale V 2 = 25 kv rispetto all infinito. Determinare: (a) il potenziale V 1 della prima sfera; (b) la carica q 2 della seconda sfera; (c) l intensità F 12 della forza F 12 agente tra le due sfere. Potenziale V 1 [kv]: Carica q 2 [nc]: Intensità forza F 12 [N]: C F R<0 f O j r 1 O d P O r 2 Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 7 ξ = 599 Turno: 1 Fila: 9 Posto: 1 Matricola: 0000587480 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. La superficie curva di una lente piano-convessa ha un raggio di curvatura R = ξ mm. Determinare la sua distanza focale (a) nell aria e (b) nell acqua, se l indice di rifrazione del vetro è n vetro = 1.50, quello dell acqua è n acqua = 1.33 e quello dell acqua è n aria = 1.0002926. Distanza focale nell aria F aria [cm]: Distanza focale nell acqua F acqua [cm]: 2. Nel circuito nella figura i due generatori di tensione hanno forza elettromotrice pari a f 1 = 5 V e f 2 = 1 100 ξ V, mentre i tre resistori hanno resistenza pari a R 1 = 200 Ω, R 2 = 100 Ω e R 3 = 200 Ω. Calcolare le intensità di corrente nei 3 rami (scrivendo, per convenzione, positive le correnti che scorrono nel verso indicato dalle frecce in figura e negative le correnti che scorrono nel verso opposto). Intensità di corrente i 1 [ma]: Intensità di corrente i 2 [ma]: Intensità di corrente i 3 [ma]: 3. Una particella puntiforme, avente carica elettrica q = 10 nc, è posta alla distanza d = ( 12+ 1 100 ξ) cm dal centro di una sfera conduttrice, di raggio R = 10 cm, messa a terra (vedi figura). Determinare (a) la carica Q indotta dalla carica q sulla sfera conduttrice e (b) il potenziale elettrostatico V in un punto P situato a una distanza r = 5 cm dall asse del sistema, su di un piano perpendicolare all asse e distante z = 11 cm dal centro della sfera (vedi figura). Consiglio: si affronti l esercizio con il metodo delle cariche immagine. Carica indotta Q [nc]: Potenziale V(P) [V]: Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 68 ξ = 706 Turno: 1 Fila: 9 Posto: 5 Matricola: 0000599252 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un filo conduttore rigido, piegato come mostrato in figura, è sospeso verticalmente e può ruotare senza attrito attorno a un asse passante per la congiungente AD. Il filo ha una densità lineare di massa uniforme, pari a λ m = 0.1 kg/m. I lati AB e CD hanno la stessa lunghezza l 1 = 20 cm, mentre il lato BC ha lunghezza l 2 = 40 cm. Il filo è immerso in un campo magnetico uniforme, di modulo B = 10 mt, diretto verso l alto. Una corrente costante, di intensità i = 1 10 ξ A è fatta passare lungo il filo, il quale ruota attorno all asse AD fino a disporsi su di un piano che forma un angolo θ con la verticale. Determinare l angolo θ. Angolo θ [ ]: 2. Un piano indefinito è elettrizzato con densità superficiale di carica σ = ξ nc/m 2. Quanto vale la norma del campo elettrico in un punto P distante ξ 2 cm piano? Campo elettrico E [V/m]: 3. Un doppio diottro aria-vetro è costituito da un blocco di vetro di indice di rifrazione n vetro = 1.50 (l aria ha invece indice di rifrazione n aria = 1.0002926), limitato da una superficie piana e da una superficie sferica di raggio R = 40 cm. Il suo spessore vale s = 10 cm. Determinare la posizione dell immagine di un punto luminoso posto sull asse principale a una distanza x = ( 20+ 1 100 ξ) cm dal diottro piano (scrivere la distanza x dell immagine finale dal diottro piano, presa con segno positivo se essa si trova sul lato opposto del diottro piano rispetto all oggetto e con segno negativo se essa si trova sullo stesso lato del diottro piano rispetto all oggetto). Distanza dell immagine finale dal diottro piano x [cm]: D i A B B Esercizio n. 1 C C A n 1 n 2 O R x s Esercizio n. 3 n O 3= n 1
Numero progressivo: 66 ξ = 813 Turno: 1 Fila: 9 Posto: 6 Matricola: 0000596300 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un onda piana incide, parallelamente all asse principale, su di un diottro sferico aria-vetro che rivolge la concavità alla luce. Il raggio del diottro è R = ξ mm, l indice di rifrazione del vetro è n vetro = 1.50 e l indice di rifrazione dell aria è n aria = 1.0002926. (a) Trovare la distanza f 2 dal diottro del punto F 2 in cui convergono i raggi rifratti (o il loro prolungamento). (b) Supponiamo di invertire il verso di provenienza della luce. Si chiede qual è, in questo caso, la distanza f 1 dal diottro del punto di convergenza F 1 dei raggi rifratti (o del loro prolungamento). Distanza f 2 [cm]: Distanza f 1 [cm]: 2. Determinare il valore del campo magnetico creato da un filo rettilineo lungo l = 2 m, percorso da una corrente i = 1.5 A, in un punto P distante a = ξ cm dal filo, posto sulla normale al filo passante per l estremità del filo stesso. Campo magnetico [nt]: 3. Un disco isolante, uniformemente carico, di raggio R = ξ mm, carica Q = 10 mc e spessore trascurabile, ruota a velocità costante ν = 10 s 1 (giri al secondo) attorno a un asse a esso perpendicolare e passante per il centro O. (a) Calcolare il campo magnetico nel centro O del disco rotante. (b) Calcolare il momento magnetico del disco rotante. Campo magnetico [µt]: Momento magnetico [ Am 2] : 4πε 0 10 7 H/m = 1.25663706 10 6 H/m, P Q F2 C O F1 R n1 n2 a R O f 2 f 1 Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 i Esercizio n. 3
Numero progressivo: 55 ξ = 920 Turno: 1 Fila: 9 Posto: 10 Matricola: 0000599526 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Una lente biconvessa di indice di rifrazione n vetro = 1.50 ha una distanza focale F = ξ mm nell aria (indice di rifrazione n aria = 1.0002926). Determinare il valore F della distanza focale quando la lente è immersa nell acqua, se l indice di rifrazione dell acqua è n acqua = 1.33. Distanza focale nell acqua F [mm]: 2. Un elettrone, all istante t = 0 s, viene sparato nel vuoto, lungo l asse delle ascisse, con velocità iniziale v 0 = ξ 10 5 m/s, come mostrato in figura. A una distanza d = 5 mm si trova un condensatore piano a facce parallele distanti fra di loro 2d. Il condensatore è lungo L 1 = 75 mm e il campo all interno vale E = 5 kn/c. A una distanza L 2 = 10 cm dal condensatore si trova una parete. Trascurando gli effetti di bordo del condensatore, trovare le coordinate del punto di impatto dell elettrone rispetto al sistema di riferimento adottato in figura. Si ricorda che la massa dell elettrone vale m e = 9.109 10 31 kg e la sua carica vale q e = 1.602 10 19 C. Ascissa del punto d impatto [m]: Ordinata del punto d impatto [m]: 3. Nel circuito in figura, la capacità dei 4 condensatori è pari a C 1 = 20 pf, C 2 = ξ pf, C 3 = 2ξ pf e C 4 = 10 pf, mentre la batteria ha una differenza di potenziale pari a V 0 = 12 V. Determinare l energia totale E tot accumulata nei 4 condensatori, sia quando l interruttore S è aperto (E (o) tot ), sia quando l interruttore S è chiuso (E (c) tot ). Energia a interruttore aperto E (o) tot [nj]: Energia a interruttore chiuso E (c) tot [nj]: 4πε 0 10 7 H/m = 1.25663706 10 6 H/m, Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 4 ξ = 57 Turno: 1 Fila: 11 Posto: 1 Matricola: 0000595976 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un semianello (di spessore trascurabile) e raggio R = ξ cm, ha densità di carica λ = ξ elettrico nel punto O della figura (considerando nullo il potenziale all infinito). Potenziale [V]: 100 C/m. Determinare il potenziale 2. Si ha una spira circolare di raggio R = 1 m, isolante, uniformemente carica che ruota con velocità angolare costante ω = ξ rad/s attorno al proprio asse di simmetria passante per il centro della spira e perpendicolare al piano della spira. Determinare la densità lineare di carica della spira sapendo che il modulo del campo magnetico in un punto posto a una distanza h = ξ cm dal centro della spira, lungo l asse perpendicolare al piano e passante per il centro vale B(P) = ξ µt. Densità lineare di carica [C/m]: 3. Un onda piana che si propaga nell aria (indice di rifrazione n aria = 1.0002926) incide, parallelamente all asse ottico, su di una lente biconvessa sottile di vetro avente indice di rifrazione n vetro = 1.50. I raggi di curvatura della lente valgono entrambi R = 1 10 ξ cm. La lente galleggia sul mercurio. Determinare la distanza d dalla lente del punto in cui convergono i raggi dell onda. Distanza d [cm]: Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 64 ξ = 164 Turno: 1 Fila: 11 Posto: 5 Matricola: 0000353956 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un asta conduttrice, di lunghezza d = 9 cm, resistenza R = 1 Ω e massa m = 100 g, si può muovere trasversalmente lungo un binario conduttore di resistività trascurabile (vedi figura), soggetta soltanto alla forza magnetica. Un generatore ideale di tensione continua G applica al circuito formato dal binario e dall asta una f.e.m. costante f = ξ V. Il dispositivo si trova inoltre alla presenza di un campo magnetico uniforme B = 1 T con direzione perpendicolare al piano del binario. Calcolare il valore asintotico della velocità dell asta. Velocità limite [m/s]: 2. Una sfera conduttrice, di raggio R 1 = 1 m e carica Q 1 = 2 nc è collegata, in un certo istante, mediante un filo di rame, a una seconda sfera, lontana dalla prima, di raggio R 2 = ξ mm, che inizialmente era scarica. Determinare la carica Q 1 della prima sfera a collegamento avvenuto. Determinare inoltre il rapporto E E tra l energia elettrostatica del sistema dopo il collegamento e l energia elettrostatica del sistema prima del collegamento. Carica Q 1 [nc]: Rapporto E E [adimensionale]: 3. Si ha una lente piano-concava, sottilissima, posta orizzontalmente, con la sua concavità rivolta verso l alto, e piena di un liquido il cui indice di rifrazione è n liquido = 1.32. Determinare la distanza focale F del sistema ottico così costituito nell aria (n aria = 1.0002926), sapendo che l indice di rifrazione del vetro di cui è costituita la lente è n vetro = 1.44 e che il raggio di curvatura della lente è R = 1 10 ξ cm. Distanza focale F [cm]: n liquido d v e e B G Esercizio n. 1 n vetro Esercizio n. 3
Numero progressivo: 21 ξ = 271 Turno: 1 Fila: 11 Posto: 6 Matricola: 0000457416 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un punto luminoso si trova sull asse ottico di uno specchio convesso di raggio R = 40 cm a una distanza x = 1 10 ξ cm dal vertice. Determinare: (a) la distanza dell immagine; (b) l ingrandimento lineare trasversale dell immagine. Distanza dell immagine x [cm]: Ingrandimento G [adimensionale]: 2. Si consideri un filo rettilineo, di sezione trascurabile, su cui è distribuita uniformemente una densità lineare di carica λ. Sapendo che una carica elettrica puntiforme Q = ξ µc, di massa m = 1 g, in seguito all interazione con il filo, può orbitare con velocità pari in modulo a v = 5 cm/s sulle traiettorie circolari con centro sul filo e giacenti su piani ortogonali al filo stesso, calcolare λ. Si supponga che il filo abbia lunghezza molto maggiore del raggio della traiettoria. Densità lineare di carica λ [pc/m]: 3. Nel circuito in figura, i tre resistori hanno resistenza R 1 = 30 Ω, R 2 = 40 Ω, R 3 = 20 Ω e R 4 = 10 Ω, mentre i due condensatori hanno capacità C 1 = 500 µf e C 2 = ξ µf. Sapendo che la batteria ha una forza elettromotrice V 0 = 60 V, determinare, nello stato stazionario, la differenza di potenziale V AB tra il punto A e il punto B e l energia E 2 accumulata nel condensatore C 2. Differenza di potenziale V AB [V]: Energia E 2 accumulata nel condensatore C 2 [mj]: Q A O A F C x x R>0 f Esercizio n. 1 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 30 ξ = 378 Turno: 1 Fila: 11 Posto: 10 Matricola: 0000590615 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un sfera costituita di materiale conduttore, di raggio R = 1 10 ξ cm è collegata, tramite un filo conduttore di resistenza trascurabile, a un cavo dell alta tensione, il cui potenziale varia nel tempo come V (t) = V 0 cos(2πνt), con V 0 = 100 kv e ν = 50 Hz. Calcolare il massimo valore dell intensità di corrente che scorre nel filo. Intensità massima di corrente [ma]: 2. Una sferetta di massa m = 1 mg possiede una carica elettrica q = 10 nc. Essa è appesa a un filo isolante, di lunghezza l = 100 cm, attaccato, all altra estremità, a una lastra verticale isolante, uniformemente elettrizzata in superficie su entrambe le facce, con densità superficiale di carica σ (incognita). Il filo forma un angolo θ = 3 50 ξ con il piano. Determinare la densità superficiale di carica σ della lastra. Denistà di carica σ [ nc/m 2] : 3. Si ha una sorgente puntiforme A, posta sull asse di una lente convergente sottile a una distanza p = ( 30+ 1 10 ξ) cm dalla lente stessa, di distanza focale F = 25 cm in aria (n aria = 1.0002926). La lente, a sua volta, dista l = 15 cm da un blocco di vetro di indice di rifrazione n vetro = 1.50, che presenta alla lente una faccia piana e normale all asse ottico della lente stessa. (a) Determinare la distanza D dal diottro piano dell immagine della sorgente. (b) Supposto che la sorgente non sia puntiforme ma circolare, di diametro d = 1 cm, determinare il diametro d dell immagine. Distanza immagine D [cm]: Diametro immagine d [cm]: V( t ) =V0cos(2 t) ( ) i t A p F F 1 2 F l F n Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 27 ξ = 485 Turno: 1 Fila: 13 Posto: 1 Matricola: 0000592125 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un conduttore di capacità C = 40 pf possiede una carica Q = 1 100 ξ nc. (a) qual è il suo potenziale (preso zero il potenziale all infinito)? (b) Ponendo in contatto con il conduttore dato un altro conduttore (scarico), si osserva che il potenziale diminuisce di V = 1 V. Qual è la capacità del secondo conduttore? Potenziale [V]: Capacità del secondo conduttore [pf]: 2. Si ha una lente sottile fatta di materiale con indice di rifrazione (n lente = 1 + 1 1000 ξ), in aria, biconvessa con raggio di curvatura uguale sui due lati. Sapendo che un oggetto puntiforme, situato sull asse ottico della lente, a sinistra di questa, a una distanza p = 6 cm dal suo centro produce un immagine virtuale sempre dalla parte sinistra a una distanza q = 3 2 p, determinare il raggio di curvatura della lente. Raggio di curvatura [cm]: 3. Una particella puntiforme, avente carica elettrica q = 10 nc, è posta alla distanza d = ( 12+ 1 100 ξ) cm dal centro di una sfera conduttrice elettricamente neutra e isolata, di raggio R = 10 cm (vedi figura). Determinare: (a) il potenziale elettrostatico V 0 della sfera; (b) il potenziale elettrostatico V(P) in un punto P situato a una distanza r = 5 cm dall asse del sistema, su di un piano perpendicolare all asse e distante z = 11 cm dal centro della sfera (vedi figura). Consiglio: si affronti l esercizio con il metodo delle cariche immagine. Potenziale V 0 [V]: Potenziale V(P) [V]: Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 22 ξ = 592 Turno: 1 Fila: 13 Posto: 5 Matricola: 0000595193 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Nel circuito elettrico disegnato in figura nel quale la semicirconferenza AC ha raggio OA = 22 cm circola una corrente elettrica di intensità pari a i = 3 ma. Nella regione rettangolare delimitata dalla linea tratteggiata è presente un campo magnetico uniforme B = 10 4 ξ 2 ĵ T, dove ĵ è il versore relativo all asse verticale y. Determinare l intensità della forza magnetica F agente sulla semicirconferenza AC. Forza sulla semicirconferenza AC [N]: 2. Determinare l energia potenziale elettrostatica di un conduttore sferico isolato, di raggio pari a ξ cm, portato al potenziale di ξ kv. Energia potenziale elettrostatica [J]: 3. Un tubo cilindrico di lunghezza opportuna è diviso in due parti da una lente biconvessa sottile di vetro (n vetro = 1.50) aventi i raggi di curvatura entrambi uguali a R = 1 10 ξ cm. Una delle due parti del cilindro è piena d aria (n aria = 1.0002926), l altra di un liquido trasparente di indice di rifrazione n liquido = 1.20. (a) Determinare a che distanza f 1 dalla lente converge un raggio che entra nel tubo parallelamente all asse, dalla parte in cui vi è l aria. (b) Determinare a che distanza f 2 dalla lente converge un raggio che entra nel tubo parallelamente all asse, dalla parte in cui vi è il liquido. Distanza f 1 [cm]: Distanza f 2 [cm]: y B C A O V R x n aria n liquido n vetro Esercizio n. 1 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 19 ξ = 699 Turno: 1 Fila: 13 Posto: 6 Matricola: 0000587321 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un filo rettilineo indefinito è elettrizzato uniformemente con densità lineare di carica λ = 0.9 nc/m. Quanto vale la norma del campo elettrico E in un punto P distante r = ξ mm dal filo? Campo elettrico E [V/m]: 2. Una stazione trasmittente emette un onda elettromagnetica sinusoidale, di potenza P = 1 kw, alla frequenza ν = 1 1000 ξ MHz. Quanti fotoni vengono emessi in un tempo t = T ξ 2 s, dove T rappresenta il periodo di oscillazione del campo elettrico? Numero di fotoni emessi [adimensionale]: 3. Data una sfera isolante di raggio R = 4 m uniformemente carica con densità ρ = 3 C/m 3 determinare la norma E del campo elettrico E alla distanza r = ξ cm dal centro della sfera. E(P) [N/C]:
Numero progressivo: 32 ξ = 806 Turno: 1 Fila: 13 Posto: 10 Matricola: 0000351499 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Sia dato un diottro aria-vetro con la superficie sferica convessa per chi osserva dall esterno, dove l aria ha indice di rifrazione n aria = 1.0002926 e il vetro ha indice di rifrazione n vetro = 1.50. I raggi paralleli all asse ottico che attraversano il diottro dall aria al vetro convergono in un punto entro il vetro a una distanza di ξ mm dal diottro. Nota la distanza x = 200 cm di un punto oggetto A dal diottro, determinare la distanza x del punto immagine A dal diottro. Distanza immagine x [cm]: 2. Un arco (di spessore trascurabile) e raggio ( R = ) 1 m, ha densità lineare di carica pari a λ = 4 C/m. Sapendo che, riferendosi alla figura, θ 1 = π 4 rad e θ π 2 = 2 + ξ 1000 rad, determinare le componenti del campo elettrico nel punto O, rispetto al sistema di riferimento assegnato. E x [N/C]: E y [N/C]: 3. Tre cariche puntiformi, q 1 = 1 nc, q 2 = 2 nc e q 3 = 3 1000 ξ nc, sono rispettivamente disposte, in quiete, nei punti di coordinate cartesiane P 1 (1 cm,0,0), P 2 (0,1 cm,0) e P 3 (0,1 cm,1 cm) in una prefissata terna cartesiana ortogonale. Calcolare l energia potenziale del sistema costituito da queste tre cariche (presa zero l energia potenziale corrispondente alla configurazione in cui le cariche sono infinitamente distanti l una dall altra). Calcolare inoltre la componente y del campo elettrico generato dal sistema nell origine O(0,0,0) della terna cartesiana: E y (0,0,0). Energia del sistema E [J]: Componente y del campo elettrico nell origine E y (0,0,0) [V/m]: A x n n 1 2 F1 O C R f1 f2 x F 2 A Esercizio n. 1 Esercizio n. 2
Numero progressivo: 71 ξ = 913 Turno: 1 Fila: 15 Posto: 1 Matricola: 0000599554 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un semianello (di spessore trascurabile) e raggio R = ξ 2 m, ha densità di carica λ = λ 0sinθ, dove λ 0 = 16 C/m. Determinare le componenti del campo elettrico nel punto O della figura, rispetto al sistema di riferimento assegnato. E x [N/C]: E y [N/C]: 2. Una spira circolare, di raggio r = 3 cm, è percorsa da una corrente i = 2 A ed è immersa in un campo magnetico uniforme di modulo B = 1 T, in maniera che abbracci un flusso φ = 0 Wb. Per ruotarla di un angolo α = 9 50 ξ attorno a un asse normale a B, quale lavoro è necessario compiere? Lavoro [mj]: 3. Un oggetto, posto sull asse ottico di una lente sottile convergente, a una distanza p = 4 cm da essa, dà un immagine a una distanza q = 10 cm e dalla stessa parte dell oggetto. Si avvicini l oggetto di s = 1 500 ξ cm alla lente, a partire dalla posizione precedente. Calcolare: (a) A quale distanza q dalla lente si forma l immagine (scrivere q col segno positivo se l immagine si trova sul lato opposto all oggetto rispetto alla lente e col segno negativo se l immagine si trova dallo stesso lato dell oggetto rispetto alla lente); (b) Il valore dell ingrandimento G (nella configurazione in cui l oggetto è già stato avvicinato). Distanza immagine q [cm]: Ingrandimento lineare trasversale G [adimensionale]: B Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 43 ξ = 50 Turno: 1 Fila: 15 Posto: 5 Matricola: 0000465564 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Determinare il raggio l dell immagine del Sole ottenuta con uno specchio concavo di raggio R = ξ cm, supponendo che il raggio del Sole sia 1 m della distanza x del Sole dalla Terra, con m = 220. Raggio dell immagine del Sole l [mm]: 2. Nel circuito in figura R 1 = ξ Ω, R 2 = 2ξ Ω, V = 10 V e C = 1 mf. Il condensatore è inizialmente scarico. Determinare la carica sulle armature del condensatore dopo un tempo t = 0.1 s dall istante in cui si chiude l interruttore S. Carica [C]: 3. Una particella puntiforme, avente carica elettrica q = 10 nc, è posta alla distanza d = 15 cm dal centro di una sfera conduttrice, di raggio R = 10 cm, messa a terra (vedi figura). Determinare la densità superficiale σ(θ) della carica indotta dalla particella di carica q sulla superficie della sfera conduttrice, a un angolo (con vertice nel centro O della sfera) pari a θ = ( 9 50 ξ) rispetto alla direzione della carica puntiforme. Consiglio: si affronti l esercizio con il metodo delle cariche immagine e si ricordi che, in coordinate sferiche, il gradiente di una funzione f si scrive: f = î ρ f ρ +î θ 1 ρ f θ +î ϕ 1 ρsinθ Densità superficiale di carica σ [ nc/m 2] : f ϕ. C F R<0 f O Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 46 ξ = 157 Turno: 1 Fila: 15 Posto: 6 Matricola: 0000586295 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un fascio di luce si propaga entro un tubo rettilineo lungo d = 10ξ m contenente normalmente aria in condizioni standard di pressione e temperatura (indice di rifrazione n aria = 1.0002926). Qual è la differenza del tempo di percorrenza del tubo tra la condizione normale e la condizione in cui viene praticato il vuoto entro il tubo? Differenza dei tempi di percorrenza t [ns]: 2. Nel circuito nella figura i due generatori di tensione hanno forza elettromotrice pari a f 1 = 5 V e f 2 = 1 100 ξ V, mentre i tre resistori hanno resistenza pari a R 1 = 200 Ω, R 2 = 100 Ω e R 3 = 200 Ω. Calcolare le intensità di corrente nei 3 rami (scrivendo, per convenzione, positive le correnti che scorrono nel verso indicato dalle frecce in figura e negative le correnti che scorrono nel verso opposto). Intensità di corrente i 1 [ma]: Intensità di corrente i 2 [ma]: Intensità di corrente i 3 [ma]: 3. Due sfere conduttrici cariche, di raggi R 1 = 10 cm e R 2 = 20 cm, sono poste con i centri a distanza d = (30+ξ) cm (si consideri R 1 < R 2 d ma non si trascuri l induzione elettrostatica tra le due sfere). La prima sfera è isolata e possiede una carica elettrica q 1 = 500 nc, mentre la seconda sfera è mantenuta al potenziale V 2 = 25 kv rispetto all infinito. Determinare: (a) il potenziale V 1 della prima sfera; (b) la carica q 2 della seconda sfera; (c) l intensità F 12 della forza F 12 agente tra le due sfere. Potenziale V 1 [kv]: Carica q 2 [nc]: Intensità forza F 12 [N]: d Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3
Numero progressivo: 36 ξ = 264 Turno: 1 Fila: 15 Posto: 10 Matricola: 0000365457 Cognome e nome: (dati nascosti per tutela privacy) 1. Un filo conduttore rigido, piegato come mostrato in figura, è sospeso verticalmente e può ruotare senza attrito attorno a un asse passante per la congiungente AD. Il filo ha una densità lineare di massa uniforme, pari a λ m = 0.1 kg/m. I lati AB e CD hanno la stessa lunghezza l 1 = 20 cm, mentre il lato BC ha lunghezza l 2 = 40 cm. Il filo è immerso in un campo magnetico uniforme, di modulo B = 10 mt, diretto verso l alto. Una corrente costante, di intensità i = 1 10 ξ A è fatta passare lungo il filo, il quale ruota attorno all asse AD fino a disporsi su di un piano che forma un angolo θ con la verticale. Determinare l angolo θ. Angolo θ [ ]: 2. Data una lente sottile convergente, di convergenza P = 1 sua immagine reale. Minima distanza oggetto-immagine l [cm]: 100 ξ diottrie, calcolare la minima distanza l tra un oggetto e la 3. Una particella puntiforme, avente carica elettrica q = 10 nc, è posta alla distanza d = ( 12+ 1 100 ξ) cm dal centro di una sfera conduttrice, di raggio R = 10 cm, messa a terra (vedi figura). Determinare (a) la carica Q indotta dalla carica q sulla sfera conduttrice e (b) il potenziale elettrostatico V in un punto P situato a una distanza r = 5 cm dall asse del sistema, su di un piano perpendicolare all asse e distante z = 11 cm dal centro della sfera (vedi figura). Consiglio: si affronti l esercizio con il metodo delle cariche immagine. Carica indotta Q [nc]: Potenziale V(P) [V]: D i A B C B Esercizio n. 1 Esercizio n. 2 Esercizio n. 3