Dr. Stefano Sarti Dipartimento di Fisica

Documenti analoghi
Secondo Parziale Fisica Generale T-B

Fisica Generale II (prima parte)

= E qz = 0. 1 d 3 = N

ESERCIZI DI RIEPILOGO

ESERCIZI DI RIEPILOGO

Esame Scritto Fisica Generale T-B/T-2

MOTO DI CARICHE IN CAMPI MAGNETICI

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

Esercizi relativi alla legge di Faraday-Lenz

Primo Parziale Fisica Generale T-B

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

Esame Scritto Fisica Generale T-B

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

Esame di Fisica Data: 20 Settembre Fisica. 20 Settembre Problema 1

Esame Scritto Fisica Generale T-B/T-2

Esame Scritto Fisica Generale T-B/T-2

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

Fisica 21 Gennaio 2013

Dr. Stefano Sarti Dipartimento di Fisica

Olimpiadi di Fisica 2015 Campo elettrico Franco Villa

Esame Scritto Fisica Generale T-B

Esercizi di Elettricità

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

Università del Salento Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Industriale Secondo esonero di FISICA GENERALE 2 del 16/01/15

Fisica II. 7 Esercitazioni

Esercitazioni di fisica

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

Esame di Fisica Data: 18 Febbraio Fisica. 18 Febbraio Problema 1

Prova scritta di Fisica Scienze e Tecnologie dell Ambiente

Prova scritta del corso di Fisica con soluzioni

Fisica Generale 1 per Ing. Gestionale e Chimica (Prof. F. Forti) A.A. 2011/12 Appello del 26/06/2012.

Prova scritta del corso di Fisica con soluzioni

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

FISICA (modulo 1) PROVA SCRITTA 07/07/2014. ESERCIZI (Motivare sempre i vari passaggi nelle soluzioni)

Fisica Generale Modulo di Fisica II A.A Ingegneria Meccanica - Edile - Informatica Esercitazione 6 INDUZIONE ELETTROMAGNETICA

Fisica Generale T2 - Prof. Mauro Villa CdL in Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni 27 Novembre 2017 Secondo parziale - Compito A

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

FISICA (modulo 1) PROVA SCRITTA 21/02/2014

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

Corso di laurea in Informatica Compito di Fisica 23 febbraio Scritto A

Prova scritta del corso di Fisica e Fisica 1 con soluzioni

Prova Scritta Elettromagnetismo (a.a. 2018/19, S. Giagu/F. Lacava/F. Piacentini)

Esercizio a ...

Fisica 2 per biotecnologie: Prova in itinere 16 Aprile 2012

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2013/14. Prova di esame del 23/2/ NOME

Università degli Studi di Firenze Facoltà di Ingegneria - CdL Ing. Industriale Fisica generale II - a.a. 2007/2008 Prato, 10 Luglio 2008

Cognome Nome Matricola

Soluzione Secondo Compitino Fisica Generale I Ing. Elettronica e TLC 31/05/2019

Prova scritta del corso di Fisica e Fisica 2 con soluzioni

Esame Scritto Fisica Generale T-B

Compito di Fisica II del 14/09/2009

Verifica scritta di Fisica Classe V

Esercitazione 5. Elettrotecnica 1. Esercitazione 5. Politecnico di Torino CeTeM. Esercizio 1. di Calcolare i l ; v c ; l dt. dv ; c all istante t = 0

Esame Scritto Fisica Generale T-B

FISICA GENERALE II COMPITO SCRITTO

Soluzione Compito di Fisica Generale I Ing. Elettronica e delle Telecomunicazioni 09/06/2017

ΔE =0 Q = L = nr Tln (V 2 /V 1 ) = nr Tln (p 1 /p 2 ) ΔS = Q/T= nr ln (p 1 /p 2) = (p 1 V 1 / T ) ln (p 1 /p 2 ) = 843 J/K

R e R L. La soluzione per i(t) é quindi identica alla soluzione per Q(t) nel caso di un circuito RC, a meno delle dette sostituzioni:

FORZE MAGNETICHE SU CORRENTI ELETTRICHE

rdr = 1 2!Bl2 = 0:5 V:

Soluzioni degli esercizi delle prove scritte del 29 febbraio 2012

La forza di Lorentz è: una forza conservativa. una forza radiale. una forza a distanza. tutte le le risposte precedenti.

Esame Scritto Fisica Generale T-B

FACOLTA DI INGEGNERIA Corso di laurea in ingegneria elettrica e ingegneria meccanica

Compito di prova - risolti

Inizialmente la sbarretta è tenuta ferma; ad un certo istante viene lasciata libera, con velocità nulla.

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

UNIVERSITA degli STUDI del SANNIO

Fisica 21 Giugno 2012

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2010/11. Prova di esame del 25/7/ NOME

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE BIOLOGICHE Prova scritta di FISICA 16 Febbraio 2016

Scritto di Fisica 2 dott. Esposito 20/02/2013

Terza prova di esonero di Elettromagnetismo a.a. 2012/ Giugno 2013 proff. F. Lacava, F. Ricci, D. Trevese

Esercizio 0.1. Elisabetta Bissaldi (Politecnico di Bari) A.A

Applicazioni delle derivate alla Fisica

Fisica II - Ingegneria Biomedica - A.A. 2017/ Appello del 14/6/2018. b) 26.9

FISICA (modulo 1) PROVA SCRITTA 23/02/2015. ESERCIZI (Motivare sempre i vari passaggi nelle soluzioni)

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

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

Esame Scritto Fisica Generale T-B/T-2

Tutorato di Fisica 2 Anno Accademico 2010/2011

Corsi di Laurea in Ingegneria per l ambiente ed il Territorio e Chimica. Esercizi 1 FISICA GENERALE L-B. Prof. Antonio Zoccoli

Forze su cariche nei fili: il motore elettrico

Esercitazioni 26/10/2016

Corso di Laurea in Scienze Ambientali Corso di Fisica Generale II a.a. 2012/13. Prova Scritta del 17/02/ NOME

FORMULARIO DI FISICA 3 MOTO OSCILLATORIO

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

Corso di Laurea in FARMACIA

(a) ;

ESERCIZI DA ESAMI ( ) La diffusione delle tensioni nel terreno. q π. ab zr. abz. q z

ESERCIZIO 11 - TUTORATO PROPAGAZIONE A.A. 06/07

Compito scritto del Corso di Elettromagnetismo A.A. 2007/2008

Fisica 2 per biotecnologie: Prova in itinere 8 Aprile 2013

Moti rotatori. Definizioni delle grandezze rotazionali

FISICA per SCIENZE BIOLOGICHE A.A. 2012/2013 Compito generale 21 Giugno 2013

Prova Scritta Elettromagnetismo (a.a. 2017/18, S. Giagu/F. Lacava/F. Piacentini)

Esercitazione su elettricità

Laurea di I Livello in Ingegneria Informatica

Transcript:

UNIVERSITÀ DI ROMA LA SAPIENZA FACOLTÀ DI INGEGNERIA Corso di Laurea in Ingegneria per l Ambiente e il Territorio ESAME DI FISICA GENERALE II DM 270) Data: 8/9/202. In un disco uniformemente carico di raggio R viene praticato un foro di raggio R 2 centrato col centro del disco. Sapendo che il campo elettrico prodotto dal disco forato nel punto P, situato sull asse del disco ad una distana R dal centro del disco, è pari ad un tero del campo che si avrebbe se il disco fosse pieno, determinare il rapporto R 2 /R. 2. Una lunga scala metallica di massa complessiva m = 3 kg viene lanciata con velocità v 0 = 2 m/s attraverso una ona di larghea = 20 cm in cui è presente un campo magnetico B =.5 T perpendicolare al piano della figura. Sapendo che ogni piolo ha lunghea L = 50 cm e resistena R = 0. Ω, determinare quanti pioli attraversano la ona di campo magnetico prima che la scala si fermi. La distana fra pioli è maggiore di. 3. Nel circuito in figura, l interruttore S è iniialmente posto nella posiione, ed in questa posiione la corrente che scorre nel circuito vale i = 00 ma. All istante t = 0 l interruttore viene spostato nella posiione 2, e dopo un tempo t = 0.25 s la tensione ai capi del condensatore vale V C = 8.5 V. Sapendo che R 2 = R, determinare i valori di R ed r. Dati: ε 0 = 0 V, C = 2.5 mf. 4. Un fascio di luce incide sul lato di un cubo di materiale dielettrico di lato L, al centro di una delle facce del cubo e con una inclinaione di 45. Il fascio esce dal cubo sullo spigolo opposto v. figura). Il cubo viene poi tagliato lungo il piano tratteggiato indicato in figura, e la parte in alto a destra di quel piano viene rimossa. Si chiede con quale angolo il fascio esce dal prisma così ottenuto, mantenendo inalterata la direione di ingresso nel solido. https://server2.phys.uniroma.it/doc/sarti/ P

Soluioni Eserciio n. Il campo elettrico generato da un disco carico sul suo asse è diretto lungo l asse e vale in modulo E = σ 2ɛ 0 ) 2 + R 2 dove R è il raggio del disco e σ la densità di carica sul disco. Il campo di un disco forato si può ottenere considerando che se al disco forato si aggiunge un disco carico di raggio pari al raggio del foro si ottiene nuovamente il disco pieno, e quindi E discoforato + E disco2 = E disco ovvero, utiliando la formula del campo generato da un disco pieno, E discoforato = σ 2ɛ 0 che, nel punto indicato nel testo = R ) vale σ = σ 2 + R 2 2ɛ 0 2 + R2 2 2ɛ 0 2 + R2 2 2 + R 2 E discoforato = σ R R = σ 2ɛ 0 R 2 + R2 2 R 2 + R2 2ɛ 0 + R2 /R ) ) 2 2 Questo, per i dati del problema, deve essere pari ad un tero del campo che sarebbe generato dal disco pieno, che è in quel punto pari a ovvero E = σ R = σ ) 2ɛ 0 R 2 + R2 2ɛ 0 2 + R2 /R ) = ) 2 2 3 2 da cui, dopo alcuni passaggi matematici, + R 2 /R ) 2 = 2 + )) 2 3 2 https://server2.phys.uniroma.it/doc/sarti/

R 2 R = 0.737 Eserciio n.2 Ogni volta che un piolo entra nella regione in cui è presente il campo, a causa del fenomeno del flusso tagliato diventa un generatore di fora elettromotrice pari a ε = vlb. Questa fora elettromotrice alimenta il circuito costituito dalla scala, la cui resistena complessiva è data dalla resistena del piolo che si trova nel campo in serie al parallelo delle resistene di tutti gli altri pioli. Dato che nel testo detto che la scala è molto lunga, il numero di pioli sarà molto elevato e quindi il parallelo di tutti i pioli che non sono nel campo sarà equivalente ad una resistena molto minore, e quindi trascurabile, rispetto alla resistena del singolo piolo. La corrente che scorre nella scala sarà quindi ben approssimata da i vlb R La presena di questa corrente genera una fora frenante pari a F = ilb e la velocità della scala, in tutto il tempo che serve al piolo per attraversare la regione in cui c è il campo magnetico, varierà in funione del tempo secondo la legge vt) = v exp{ t/τ} con τ = mr/bl) 2 e v è la velocità della scala nell istante in cui il piolo entra nella regione in cui c è il campo. Integrando tale andamento si ottiene la traiettoria della scala: xt) = x 0 + t o anche, ricordando che v exp{ t/τ} = vt), 0 vt )dt = x 0 + vτ exp{ t/τ}) = x 0 + vτ vτ exp{ t/τ} xt) = x 0 + v vt)) τ Questa traiettoria viene seguita finchè il piolo si trova nella regione di campo, quando il piolo ne esce non cè più flusso tagliato, non viene generata alcuna corrente e quindi la scala non subisce alcuna fora, mantenendo la sua velocità costante. Il piolo esce dal campo quando xt) x 0 =, ed in quell istante la velocità della scala si ottiene dall equaione appena ricavata: https://server2.phys.uniroma.it/doc/sarti/

xt) x 0 = = v vt)) τ vt) = v τ Ogni volta che un piolo della scala attraversa il campo magnetico, la velocità della scala diminuisce quindi di un valore pari a /τ. Il numero di pioli che attraversa il campo prima che la sbarretta si fermi vale allora N = v 0 /τ Inserendo i dati del problema nell espressione di τ si ottiene N = 5.333. I primi 5 pioli attraverseranno quindi il campo rallentando la scala, mentre il sesto la fermerà, rimanendo all interno del campo magnetico. Eserciio n.3 Quando l interruttore è in posiione, il circuito contiene solo le tre resistene r, R ed R 2. La corrente che scorre nel circuito vale quindi i = ε 0 /r + R + R 2 ) = ε 0 r + 2R) da cui r + 2R = ε 0 i = 00 Ω si è posto R = R 2 = R, essendo indicato nel testo che R = R 2 ). Quando l interruttore viene spostato in posiione 2, il circuito diventa un circuito RC con costante di tempo pari a τ = r + R)C. La differena di poteniale ai capi del condensatore varia nel tempo il circuito è in fase di carica) secondo la legge t V c t) = ε 0 exp{ t/τ}) τ = ln V c t)/ε 0 ) Inserendo i dati del problema t = 0.25 s e V c t) = 8.5 V si ottiene τ = 0.3 s, e quindi r + R = τ/c = 52.7 Ω Utiliando infine il valore di r + 2R ottenuto in precedena si ottiene R = 47.3 Ω e r = 5.4 Ω. https://server2.phys.uniroma.it/doc/sarti/

Eserciio n.4 La legge di Snell dice che sin θ i = n sin θ r. D altra parte, per i dati del problema, L 2 + L/2) 2 sin θ r = L/2 sin θ r = L/2 L 2 + L/2) 2 = 5 da cui risulta immediatamente n = sin θ i / sin θ r =.58 e θ r = 0.4636 rad. Quando il cubo viene tagliato, il fascio entra nel prisma con lo stesso angolo con cui entrava rima del taglio ovvero il θ r appena trovato) e incide sulla superficie di uscita, che ha un angolo di π/4 radianti rispetto alla superficie di ingresso, con un angolo pari a θ i = π π/4 θ r ) π/2 = 0.322 rad A ϑ i ' per verificarlo, basta considerare il triangolo ABC nella figura, la cui somma degli angoli interni è come sempre pari a π). Applicando nuovamente la legge di Snell, C B π 4 n sin θ i = sin θ u θ u = arcsin{n sin θ i} = π/6 https://server2.phys.uniroma.it/doc/sarti/