esonero_1_AA2009

I Prova Fisica Generale 2
STM - 29/10/2009
E1
Due cariche di q = 2 μC sono collocate sull’asse x. Una si trova in x = 1 m e l’altra in x = -1
m.
a) Determinare modulo, direzione e verso del campo elettrico nel punto x = 0 y = 0,5 m
b) Calcolare la forza agente su una carica, q = -3 μC posta sull’asse y in y = 0,5 m
c) Calcolare l’energia potenziale di tale carica
d) Calcolare l’energia potenziale interna del sistema costituito dalle 3 cariche.
E2
Un condensatore ad armature piane e parallele, ha distanza tra le armature D = 6 mm e
superficie S = 120 cm2. Le armature vanno considerate molto grandi, in modo da poter
trascurare gli effetti di bordo. Le due armature hanno cariche uguali ed opposte con densità
superficiale σ = 5.3 μC/m2 e la carica su ciascuna armatura si trova interamente sulla
superficie interna affacciata all’altra armatura.
a) Tracciare le linee di forza del campo elettrico.
b) Applicando il teorema di Gauss, determinare il modulo del campo elettrico nella regione
tra le armature.
c) Quanto vale l’energia immagazzinata nel condensatore?
d) Quanto vale la densità di energia del campo elettrico tra le armature del condensatore?
e) Se un elettrone viene rilasciato in quiete dall’armatura inferiore, quanto vale la sua
velocità dopo un tempo di 1 ps?
f) Se viene inserito un dielettrico di costante dielettrica relativa r = 5 tra le armature del
condensatore, che valore assume il campo elettrico tra le armature? (Tenere presente che il
condensatore non è collegato ad una batteria)
E3
Considerare la disposizione di resistenze mostrata in figura. Quanto vale la resistenza
equivalente R? Inserire questa resistenza equivalente in un circuito RC, con un generatore di
fem = 20 V e un condensatore di capacità C = 20 μF. Disegnare il circuito e determinare:
a) il valore della corrente che circola nel circuito dopo un tempo pari alla costante di tempo
b) il valore dalla differenza di potenziale ai capi di R al tempo τ
c) il valore della differenza di potenziale ai capi di C al tempo τ
d) la potenza dissipata per effetto Joule al tempo τ