Nuovi problemi vintage - Digilander
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PROBLEMI DI ELETTROSTATICA VINTAGE La bilancia elettrostatica Una bilancia a due bracci è posta in una regione di spazio dove è presente un campo elettrico E=2104N/C diretto verso il basso. Sopra uno dei due bracci, al punto A, viene posta una pallina di massa trascurabile ma avente una carica elettrica Q=+310-5C . Una seconda pallina, di massa anch’essa trascurabile, è posta in B. Quale deve essere il segno e la carica elettrica della seconda pallina affinché la bilancia sia in equilibrio? Come cambia la risposta se la massa della pallina in A è 50g e quella di B è 30g? [hint: ricordati la lezione sul momento delle forze fatta in IV!! Il momento di destra deve pareggiare quello di sinistra… Nel caso di massa non trascurabile, oltre alla forza elettrica devi considerare anche il peso. R: QB=+7,510-5C / +12,15510-5C ] Vinciamo l’attrito! Una mattonella di 500g di massa è posta su di una superficie scabra. Il coef. di attrito statico S è 0,35. Sul lato destro della mattonella poni una carica elettrica qM=-2,510-6 C; sempre a destra, poni una bacchetta isolante con in cima una carica qb=-510-5 C. A quale distanza devi porre la carica qb da qM affinché la mattonella inizi a spostarsi? [hint: tieni conto l’equazione dell’attrito statico: FS,MAX=… non te lo ricordi?!?! Riguardati subito gli appunti! R: D=81cm] La pallina dispettosa Una pallina di massa 150g è posta su di un piano ideale (senza attriti) inclinato di 30° sull’orizzontale… ma non vuole cadere! Come mai? Essa possiede una carica elettrica Q=-2,710-6 C e su di essa agisce un campo elettrico orizzontale E che la stabilizza! Qual è il valore di E che permette alla pallina di rimanere immobile? [hint: considera che sulla pallina agisce sia la forza elettrica dovuta ad E sia la forza-peso. Scomponi la forza-peso e la forza elettrica per trovare le componenti parallele al piano. R: E=3,14105 N/C] Supponi adesso che la medesima carica Q sia posta su di una pallina di massa 50g che viene poi messa sul solito piano inclinato e sottoposta al medesimo campo elettrico E=3,14105 N/C di cui sopra. Con quale accelerazione si muove la pallina? In quale verso? [hint: applica F//=ma// , F// comprende sia la forza elettrica che il peso. R: la pallina si muove verso l’alto con una accelerazione a//=3,27m/s2] Nel caso della pallina di 50g di cui sopra, di quanto devi inclinare il piano affinché la gravità pareggi la forza elettrica e la pallina resti immobile? [hint: scrivi le componenti parallele al piano della forza elettrica e del peso e poi… pensaci un po’! R: l’inclinazione è 60°]
