FISICA GENERALE 2
24 Aprile 2012
1) Un elettrone viaggia con velocità di modulo v = 4x107 m/s in un piano
perpendicolare a un campo magnetico B uniforme, di modulo B = 0.005 T.
a) Descrivere la traiettoria seguita dall’elettrone;
b) Calcolare il raggio di curvatura della traiettoria, il periodo e la frequenza del
moto;
c) Calcolare il lavoro compiuto dalla forza magnetica agente sull’elettrone
lungo un tratto qualsiasi della traiettoria;
d) Discutere come varia l’energia cinetica dell’elettrone durante il moto.
2) Un solenoide rettilineo ha lunghezza D = 50 cm, raggio R = 1 cm, è
costituito da N = 400 spire ed è percorso da una corrente I = 2A.
Trattando il solenoide come ideale, calcolare:
a) Il modulo del campo magnetico B all’interno del solenoide;
b) L’autoflusso;
c) Il coefficiente di autoinduzione L del solenoide;
d) Il modulo della f.e.m indotta nel solenoide se la corrente varia nel tempo
con legge I(t) = I0 + kt, con I0 = 2.0 A e k = 150 A/s.
3) Un’ onda elettromagnetica piana propaga nel vuoto lungo l’asse x (x > 0,
onda progressiva). L’onda è polarizzata linearmente lungo l’asse y, ha
lunghezza d’onda λ = 1.5 cm e il valore massimo del campo elettrico è E 0 =
175 V/m. Calcolare:
a) Il valore massimo del campo magnetico B0;
b) la frequenza ν, la pulsazione ω, il numero d’onde k, il periodo T.
c) Il valore medio del vettore di Poynting <S>;
d) Il valore medio della pressione di radiazione esercitata su una superficie
perfettamente riflettente perpendicolare all’asse x;
e) Il valore medio dell’ accelerazione di una lastra rettangolare perfettamente
riflettente, di massa m = 500 g e dimensioni a = 1.0 m e b = 0.75 m, posta
perpendicolarmente alla direzione di propagazione dell’onda.
Scrivere infine la funzione d’onda per il campo elettrico e per il campo
magnetico.
Si svolga a scelta e in maniera concisa uno dei seguenti temi:
A) Teorema di Gauss per il campo elettrostatico e il campo magnetostatico nel
vuoto (discussione, dimostrazione, forma integrale, forma locale).
B) Si enunci la legge di Faraday-Neumann-Lenz e si discuta l’origine fisica
della forza elettromotrice indotta.
