Nuovi problemi vintage - Digilander

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=2104N/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=+310-5C . 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=+7,510-5C / +12,15510-5C ]
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=-2,510-6 C; sempre a destra, poni una bacchetta
isolante con in cima una carica qb=-510-5 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=-2,710-6 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=3,14105
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=3,14105 N/C di cui sopra. Con quale
accelerazione si muove la pallina? In quale verso? [hint: applica F//=ma// , 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°]