Problemi vintage 3 - Digilander

PROBLEMI DI ELETTROSTATICA VINTAGE 3
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Un filo carico di lunghezza 5m ha sotto di sé una massa M di 50g ad una distanza d=2cm. Il filo possiede
una carica complessiva di 510-6 C (figura sopra).
a) Se voglio che la massa M rimanga in equilibrio sospesa, quale deve essere la carica elettrica QM che
devo darle affinché la forza elettrica del filo bilanci la gravità? [QM=-5,4410-7C]
b) Adesso invece pongo la massa M ad una distanza d=4cm sotto il filo: qual è la carica QM in grado di
tenere in equilibrio M? [QM=2,7210-7C]
c) Cosa cambia se invece M è posto ad una distanza d=20mm sopra il filo? [QM=+5,4410-7 C]
d) Supponi che la massa M possa spostarsi dalla posizione di equilibrio solo lungo la direzione verticale
(in alto o in basso) Gli equilibri di cui sopra sono stabili o instabili? [a) e b) sono…
; c) è….
]
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Un pendolo è formato da una pallina di 10g agganciata ad un filo
carico con una corda di lunghezza L=40cm (figura a destra). Sia il filo
che la pallina sono caricati negativamente, cosicché la pallina si allontana
dal filo formando un angolo =38°. Se la pallina possiede una carica
elettrica Q=-410-6 C , qual è la densità di carica lineare λ del filo? Se il filo
ha una lunghezza di 120cm, qual è la sua carica complessiva Qfilo?
[λ=-2,6210-7 C/m ; Qfilo=-3,1410-7 C]
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Una pallina di plastica possiede una massa di 15g ed un volume di 5cm3. La pallina è immersa in una
vaschetta d’acqua (PsACQUA = 9,8N/dm3); con un rapido calcolo verifica che la spinta di Archimede non è in
grado di farla galleggiare. Per sostenere la pallina, essa viene elettrizzata con una carica q=+3,210-6 C: sopra
la vaschetta viene posta una lastra carica in modo da sostenere
elettricamente la pallina. Considera la lastra come infinita. Qual è
la densità superficiale della lastra necessaria a sostenere la
pallina? Tieni conto sia del peso sia della forza di Archimede; tieni
anche conto che la pallina è immersa nell’acqua e che l’acqua
possiede una costante dielettrica R=80,4. [=-4,3610-5 Q/m2 ;
Perché non è specificata la distanza fra la lastra e la pallina?
[perché il campo elettrico di una lastra infinita…..] Se la
lastra possiede una superficie di 25dm2, qual è la carica
complessivamente contenuta in essa? [Q=-1,0910-5 C]