La risposta numerica deve essere scritta nell apposito riquadro e giustificata accludendo i calcoli relativi.

Documenti analoghi
La risposta numerica deve essere scritta nell apposito riquadro e giustificata accludendo i calcoli relativi.

La risposta numerica deve essere scritta nell apposito riquadro e giustificata accludendo i calcoli relativi.

La risposta numerica deve essere scritta nell apposito riquadro e giustificata accludendo i calcoli relativi.

FISICA GENERALE II COMPITO SCRITTO

Facoltà di Ingegneria 1 a prova in itinere di Fisica II 15-Aprile Compito A

Facoltà di Ingegneria Prova scritta di Fisica II - 23 Settembre Compito A Esercizio n.1 O Esercizio n. 2 O

Corso di Laurea in Fisica Compito di Fisica 3 (Prof. E. Santovetti) 9 febbraio 2018

1 Prove esami Fisica II

Politecnico di Milano Fondamenti di Fisica Sperimentale a.a Facoltà di Ingegneria Industriale - Ind. Aero-Energ-Mecc

di ogni particella carica che raggiunge con velocità v la regione in cui è presente campo 2 m

La risposta numerica deve essere scritta nell apposito riquadro e giustificata accludendo i calcoli relativi.

Esercitazioni 26/10/2016

Facoltà di Ingegneria Prova scritta di Fisica II - VO 15-Aprile-2003

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2010/11. Prova di esame del 13/6/ NOME

T = k x = N, 1 k x 2 = J.

Corso di laurea in Informatica Secondo compitino di Fisica Generale Docenti: G. Colò, M. Maugeri 17 giugno 2008

1 ) Il numero atomico dell atomo di ossigeno è 8. Ciò significa che:

Dati numerici: f = 200 V, R 1 = R 3 = 100 Ω, R 2 = 500 Ω, C = 1 µf.

Esercizi con campi magnetici statici

Esame Scritto Fisica Generale T-B/T-2

ESAME DI FISICA II- Sessione 16/07/2013 Compito per l Ordinamento 270 e i VV.OO.

Compito di prova - risolti

Esercitazioni di fisica

Esercizi di Elettricità

Il vettore densità di corrente è solenoidale V=RI

Esercitazione su elettricità

CALCOLO DEL RAGGIO DI CURVATURA DI UNA CURVA REGOLARE DI E Q UAZI O NE y = f (x ), ivi derivabile almeno due volte, e che la derivata seconda

Prova scritta del corso di Fisica con soluzioni

2. Si pone una carica elettrica in prossimità di un filo percorso da corrente; cosa accadrà?

IL CAMPO ELETTRICO. Test

, mentre alla fine, quando i due cilindri ruotano solidalmente, L = ( I I ) ω. . Per la conservazione, abbiamo

Compito di Fisica II del 14/09/2009

Corso di Fisica Per Informatica Esercitazioni 2009

La risposta numerica deve essere scritta nell apposito riquadro e giustificata accludendo i calcoli relativi.

Esercizi di magnetismo

ESERCIZI DI RIEPILOGO

1. Tre fili conduttori rettilinei, paralleli e giacenti sullo stesso piano, A, B e C, sono percorsi da correnti di intensità ia = 2 A,

ESERCIZI DI RIEPILOGO

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2014/15. Prova di esame del 6/7/ NOME, n. matricola

CLASSE 5^ C LICEO SCIENTIFICO 14 Settembre 2018 Elettrostatica

Esame di Stato 2018/19 Soluzione Quesiti seconda prova

Prova scritta del corso di Fisica con soluzioni

CARICA ELETTRICA E LEGGE DI COULOMB

Prova scritta del corso di Fisica con soluzioni

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2010/11. Prova di esame del 13/6/ NOME

Fisica per Farmacia A.A. 2018/2019

a/2+l/2 a/2-l/2 -a/2+l/2 -a/2-l/2

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2011/12. Prova di esame del 18/2/ NOME

Nome: Cognome: Matricola:

Simulazione di prova scritta di MATEMATICA-FISICA - MIUR

Soluzioni del compitino del 21 Maggio 2008

1. l induzione magnetica B in modulo, direzione e verso nel piano ortogonale al filo nel suo punto medio, a distanza r dal filo;

Esame Scritto Fisica Generale T-B

FISICA GENERALE PER INFORMATICA Prova scritta, 12 Gennaio 2007

Quando si chiude l interruttore nel punto A, il condensatore inizia a caricarsi seguendo la legge

Prova Scritta Completa-Fisica 9 CFU Corso di Laurea in Tossicologia dell ambiente e degli alimenti Luglio 2013

Problema ( ) = 0,!

Compito di Fisica 2 Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni 18 Gennaio 2018

POLITECNICO DI MILANO Scuola di Ingegneria Industriale Fondamenti di Fisica Sperimentale, a.a II a prova in itinere, 25 giugno 2013

= 2 10 C, sono mantenute in quiete a distanza 2l tra loro (vedi figura) con. = 2 10 C e avente massa

Fisica Generale II (prima parte)

Prova scritta di Fisica Scienze e Tecnologie dell Ambiente

FORZE MAGNETICHE SU CORRENTI ELETTRICHE

Esercizio 1. Nell istante in cui il centro della spira si trova a distanza ll = 1111 cccc dal filo, si calcoli

σ int =. σ est = Invece, se il guscio è collegato a massa, la superficie esterna si scarica e la densità di carica σ est è nulla. E =.

Prova Scritta di Elettricità e Magnetismo e di Elettromagnetismo A. A Febbraio 2008 (Proff. F.Lacava, C.Mariani, F.Ricci, D.

Fisica 2 per biotecnologie Prova scritta (in itinere): 11 Aprile 2011

de T dq T nr 2 Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2010/11 Prova di esame del 19/9/ NOME

QUINTA LEZIONE: corrente elettrica, legge di ohm, carica e scarica di un condensatore, leggi di Kirchoff

ESAME DI STATO DI ISTRUZIONE SECONDARIA SUPERIORE. Tema di Matematica e Fisica

Problemi di Fisica. Elettrostatica. La Legge di Coulomb e il Campo elettrico

CAPITOLO 7 TEOREMA DI AMPERE

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2010/11. Prova di esame del 14/11/ NOME

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2014/15. Prova di esame del 15/6/ NOME, n. matricola

CAPITOLO 7 SORGENTI DEL CAMPO MAGNETICO LEGGE DI AMPERE PROPRIETÀ MAGNETICHE DELLA MATERIA

Corso di Laurea in Fisica Compito di Fisica 3 (Prof. E. Santovetti) 21 giugno 2018

Esame Scritto Fisica Generale T-B/T-2

Interazioni di tipo magnetico II

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2012/13. Prova Scritta del 11/11/ NOME

Elettromagnetismo. Prof. Francesco Ragusa Università degli Studi di Milano. Lezione n

Tutorato di Fisica 2 Anno Accademico 2010/2011

Fisica II. 7 Esercitazioni

Prova scritta del corso di Fisica e Fisica 2 con soluzioni

POLITECNICO DI MILANO

Corsi di Laurea in Ingegneria per l ambiente ed il Territorio e Chimica. Esercizi 2 FISICA GENERALE L-B. Prof. Antonio Zoccoli

Problemi di Fisica. Elettromagnetismo. La Carica Elettrica e la Legge di Coulomb

LA CARICA ELETTRICA E LA LEGGE DI COULOMB Problemi di Fisica ELETTROMAGNETISMO La carica elettrica e la legge di Coulomb

FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE, A.A. 2007/2008 Prova scritta del 21 luglio 2008

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2013/14. Prova di esame del 21/7/ NOME

Il campo magnetico. n I poli magnetici di nome contrario non possono essere separati: non esiste il monopolo magnetico

Prova scritta di Fisica Scienze e Tecnologie dell Ambiente

Seminario didattico. Lezione 6: Condensatori-Dielettrici

Fenomenologia Forza magnetica su carica in moto e definizione di campo magnetico Forza magnetica su conduttore percorso da corrente

LICEO SCIENTIFICO STATALE A. VALLISNERI Classe 5A 2 o periodo/ 1 a verifica scritta 6 febbraio Campo magnetico e suoi effetti

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2011/12. Prova di esame del 23/7/ NOME

La capacità del condensatore C è la serie del condensatore formato dalla parte con il liquido e della restante parte in vuoto C 1 =

Seminario didattico. Lezione 8: Campo Magnetico Forze magnetiche

LICEO SCIENTIFICO ELISABETTA RENZI Via Montello 42, Bologna. Compiti di Fisica per le vacanze estive a.s. 2018/2019 Classe IV

Transcript:

Corso di Laurea in Chimica Prova scritta di Fisica Generale II (Pro. E. Santovetti) 3 novembre 2016 Nome: La risposta numerica deve essere scritta nell apposito riquadro e giustiicata accludendo i calcoli relativi. Problema 1. Tre particelle con uguale carica q = 3.8 µc si trovano ai vertici di un quadrato di lato d = 30 cm (vedi Figura 1). Calcolare l intensità della orza che le tre particelle esercitano su una quarta particella con carica q 0 = 5.1 µc quando questa viene posta (a) al centro del quadrato e (b) nel vertice libero del quadrato. Calcolare inine (c) il lavoro delle orze del campo per portare la carica q 0 dal centro del quadrato all ininito. F c [N] = 3.87 F v [N] = 3.70 L [J] = 2.46 Problema 2. Si consideri il circuito di Figura 2, in cui = 12 V, C = 60 pf, R 1 = 40 Ω, R 2 = 10 Ω, R 3 = 20 Ω e R 4 = 30 Ω. Quando il circuito ha raggiunto l equilibrio, calcolare (a) la corrente erogata dalla batteria e (b) la carica sul condensatore. Se si cortocircuita il condensatore con un ilo conduttore, (c) qual è il nuovo valore della corrente erogata dalla batteria? i [A] = 0.5 Q [C] = 3 10 10 i [A] = 0.6 Problema 3. Due ili ininiti, rettilinei e paralleli distano d = 28 cm uno dall altro e sono percorsi dalle correnti i 1 = 3.6 A e i 2 = 5.8 A, nello stesso verso (vedi Figuta 3). Calcolare (a) la orza a cui sono soggetti 8 m di un ilo per eetto del campo dell altro ilo, speciicando se è attrattiva o repulsiva, e (b) il modulo del campo magnetico nel punto P, intermedio tra i due ili. Calcolare inine (c) il punto sull asse x in cui il campo è nullo. Si pernda come rierimento la coordinata x misurata dal ilo percorso dalla corrente i 1. F [N] = 1.19 10 4 B [T] = 3.14 10 6 x [m] = 0.107 Problema 4. Si consideri la lente spessa piano-convessa della Figura 4, in cui R = 20 cm, s = 8 cm e n = 1.5. Calcolare la posizione del uoco (a) anteriore e (b) posteriore (si rierisca la posizione del uoco anteriore e posteriore rispettivamente al vertice V 1 e al vertice V 2 della lente). Se si pone un oggetto di ronte alla accia piana della lente ad una distanza p = 80 cm, (c) dove si orma la sua immagine? Suggerimento: si consideri la lente come due diottri in cascata, uno dopo l altro. 1 [cm] = 34.7 2 [cm] = 40.0 q [cm] = 75.3 Dati utili: ε 0 = 8.85 10 12 F/m, µ 0 = 4π 10 7 H/m.

R 1 C R 2 R 3 R 4 Figura 1 Problema 1. Figura 2 Problema 2. i 1 P i 2 x 0 d Figura 3 Problema 3. n p V 1 s V 2 Figura 4 Problema 4. 2

Problema 1 Soluzione Quando la carica si trova al centro, le orze delle due cariche poste sugli spigoli opposti si annullano essendo uguali in modulo ma opposte in verso. Rimane dunque la orza esercitata da una sola carica che vale F = qq 0 4πε 0 (d/ 2) = qq 0 = 3.87 N. 2 2πε 0 d2 Se invece la particella si trova sullo spigolo, la situazione è quella illustrata nella igura. I moduli delle orze valgono F 1 = F 3 = qq 0 4πε 0 d 2, F qq 0 2 = 4πε 0 ( 2d) = qq 0 2 8πε 0 d 2 Sommiamo le componenti, tenendo presente che F 1 è diretta lungo x, F 3 lungo y e F 2 a 45 o rispetto a x. F x = F 1x + F 2x + F 3x = qq 0 16πε 0 d 2 (4 + 2) La stessa cosa vale per la componente y F y = F 1y + F 2y + F 3y = qq 0 4πε 0 d 2 + qq 0 8πε 0 d 2 2/2 = qq 0 16πε 0 d 2 (4 + 2) La orza totale vale F = Fx 2 + Fy 2 = qq 0 8πε 0 d 2 (1 + 2 2) = 3.70 N. Il lavoro atto dal campo elettrico si calcola acendo la carica q 0 per la dierenza di potenziale tra i due punti (centro e punto all ininito). 3q V centro = 4πε 0 (d/ 2) All ininito il potenziale creato dalle tre cariche puntiormi va a zero. Dunque 3qq 0 L = 4πε 0 (d/ 2) = 3 2qq0 4πε 0 d = 2.46 J Problema 2 Quando il circuito ha raggiunto l equilibrio, dal punto di vista delle correnti che circolano, il condensatore è un circuito aperto. La resistenza equivalente che vede la batteria è il parallelo delle due serie R 1 R 3 e R 2 R 4 e dunque vale La corrente ornita dalla batteria vale allora R eq = (R 1 + R 3 )(R 2 + R 4 ) R 1 + R 3 + R 2 + R 4 = 24.0 Ω. i = R eq = 0.5 A. La carica sulla batteria la calcoliamo passando per la dierenza di potenziale tra i punti in cui ci sono le armature del condensatore e per calcolare questa dobbiamo sapere le correnti che passano per i due rami resistivi. Queste correnti valgono 3

i 13 = = 0.2 A i 24 = = 0.3 A R 1 + R 3 R 2 + R 4 ed entrambe sono dirette dall alto verso il basso. La dierenza di potenziale tra i punti delle armature vale allora V = i 13 R 1 i 24 R 2 = i 24 R 4 i 13 R 3 = R 1 R 4 R 2 R 3 (R 1 + R 3 )(R 2 + R 4 ) = 5.0 V. Q = C V = 3 10 10 C. Se cortocircuitiamo il condensatore, la resistenza equivalente cambia e abbiamo la serie dei due paralleli R 1 R 2 e R 3 R 4 che vale R eq = R 1R 2 + R 3R 4 = 20 Ω. i = R 1 + R 2 R 3 + R 4 R = 0.6 A. eq Problema 3 La orza per unità di lunghezza tra due ili ininiti vale F = µ 0i 1 i 2 2π d dove d è la distanza tra i ili percorsi dalle correnti i 1 e i 2. Su un tratto di ilo lungo 8 metri la orza vale allora F 12 = µ 0i 1 i 2 2π d 8 = 1.49 10 5 N. Il modulo del campo magnetico prodotto da un ilo rettilineo ininito, percorso dalla corrente i vale (legge di Biot-Savart) B = µ 0i 2π r dove r è la distanza del punto dal ilo. La direzione del campo orma delle circonerenze intorno al ilo e il verso è antiorario se la corrente è uscente dal oglio. Se siamo sulla retta congiungente i due ili e ci troviamo tra i due, i campi prodotti dai due ili hanno la stessa direzione (perpendicolare alla congiungente) e verso opposto. Nel punto in mezzo ai due ili, il modulo del campo risulta dunque essere B c = µ 0i 2 2π d/2 µ 0i 1 2π d/2 = µ 0 π d (i 1 i 2 ) = 3.14 µt. L unica regione dell asse x dove abbiamo il campo si può annullare è tra i due ili in quanto solo quì i due campi hanno verso opposto (a destra di i 2 e a sinistra di i 1 i campi hanno lo stesso verso). Se ci mettiamo in un generico punto di coordinata x, il modulo del campo vale B(x) = µ 0i 1 2π x µ 0i 2 2π (d x) = Imponiamo allora che tale espressione sia nulla e troviamo x. Abbiamo B(x) = µ 0i 1 2π x µ 0i 2 2π (d x) = µ 0 2π [i 1(d x) i 2 x] = 0 x = i 1 i 1 + i 2 d = 10.7 cm. 4

Problema 4 Abbiamo due diottri in cascata dunque le equazioni da considerare sono le seguenti 1 + n n = 0 p 2 = s q 1 + 1 = p 1 q 1 p 2 q 2 R dove p 1 e q 1 sono l oggetto e l immagine del primo diottro, piano, p 2 e q 2 oggetto e immagine del secondo diottro, questa volta concavo. L immagine del primo diottro diventa oggetto del secondo diottro attraverso l equazione in cui compare lo spessore della lente s. Nell equazione del secondo diottro, il raggio R è considerato in valore assoluto e il segno meno, dovuto al diottro concavo, è riassorbito dal segno meno del numeratore. Il uoco posteriore lo troviamo mandando all ininito l oggetto del primo diottro. p 1 q 1 p 2 q 2 = 2 = R = 40.0 cm. Per il uoco anteriore mandiamo all ininito l immagine del secondo diottro q 2 p 2 = nr q 1 = s() nr p 1 = 1 = n(r s) + s n() = 34.7 cm. Calcoliamo ora l immagine (q 2 ) di un oggetto posto alla distanza di p 1 = 80 cm. p 1 = 80.0 cm q 1 = np 1 = 120 cm p 2 = s q 1 = 128 cm ( q 2 = R n ) 1 = 75.3 cm. p 2 5