FISICA GENERALE II
10 Settembre 2013
1) Sui vertici di un quadrato di lato L = 5 × 10-9 m vi sono quattro
protoni. Calcolare la velocità minima che deve avere un protone che si
muove lungo la perpendicolare al quadrato passante per il suo centro
e che inizialmente si trova a una distanza D = L, affinché riesca a
raggiungere il centro del quadrato.
2) Due condensatori piani di capacità C1 e C2 sono collegati in serie. I
due condensatori hanno le armature di uguale area Σ. La distanza tra
le armature del condensatore 1 è d1 = 2 cm; la distanza tra le armature
del condensatore 2 è d2 = 1 cm. Ai capi della serie viene mantenuta
una differenza di potenziale costante Vo = 300 V.
Calcolare:
a) La differenza di potenziale ai capi del condensatore 1 e la densità di
carica superficiale sulle sue armature, nell’ipotesi che tra le armature di
entrambi i condensatori ci sia il vuoto;
b) La differenza di potenziale ai capi del condensatore 1, nelle ipotesi
che lo spazio tra le armature di tale condensatore venga
completamente riempito di materiale isolante con costante dielettrica
relativa k = 5 e che venga mantenuta ai capi della serie la differenza di
potenziale Vo.
3) Un motore termico scambia calore con due sorgenti, rispettivamente
a 123 °C e 323 °C. Sapendo che il rendimento di questa macchina è
pari al 40% di quello di una macchina di Carnot operante fra le stesse
sorgenti e che il calore scambiato con la sorgente fredda è pari a 10
kJ, calcolare:
a) Il rendimento della macchina;
b) Il lavoro prodotto in un ciclo;
c) L’energia inutilizzabile in un ciclo.
4) Un conduttore filiforme molto lungo e rigido giace lungo l’asse x. E’
percorso da una corrente di intensità I = 5 A nel verso delle x negative.
Nella regione è presente un campo magnetico B = BX uX + BY uY, con BX
= 3 × 10-3 T e BY = ( 8 × 10-3 T/m2)x2. Calcolare (in modulo, direzione e
verso) la forza magnetica sul tratto di filo lungo L = 2 m che giace fra x1
= 1.2 m e x2 = 3.2 m.
