FISICA GENERALE II
3 Luglio 2012
1) Tra le armature di un condensatore piano (area delle armature Σ =
200 cm2, distanza fra le armature d = 0.8 cm) è posta una lastra di
materiale dielettrico di costante dielettrica relativa k = 3 e di spessore s
= d/2 (parallela alle armature). Il condensatore è carico con una carica
q = 5 μC ed è isolato. Calcolare:
a) La capacità C1 del condensatore;
b) La differenza di potenziale V1 fra le armature;
c) La carica di polarizzazione qpol1 sulle facce della lastra di dielettrico.
Successivamente le armature vengono avvicinate fino a che la
distanza tra esse sia pari a d/2. Calcolare
d) La capacità C2 del condensatore;
e) La differenza di potenziale V2 fra le armature;
f) La carica di polarizzazione qpol2 sulle facce della lastra di dielettrico.
2) Una macchina termica reversibile usa come fluido operante due
moli di un gas perfetto biatomico e compie un ciclo formato da tre fasi:
i) espansione adiabatica da uno stato A con pressione pA = 2.67 105
Pa e volume VA = 10-2 m3 a uno stato B con volume VB = 2VA;
ii) compressione a pressione costante fino al volume iniziale VA;
iii) riscaldamento a volume costante fino alla pressione iniziale pA.
Calcolare:
a) Le coordinate termodinamiche p, V, T per ogni stato;
b) Il calore scambiato in ogni trasformazione;
c) Il rendimento del ciclo;
d) La variazione di entropia del gas nelle tre trasformazioni.
3) Si considerino due sfere piene, di cui una conduttrice e una isolante,
aventi lo stesso raggio R0 = 10 cm. Le due sfere sono dotate della
stessa quantità di carica netta Q0 = 10μC, ma nella sfera isolante la
carica è distribuita uniformemente nel suo volume. Per le due sfere
determinare:
a) La d.d.p. tra centro e superficie;
b) L’energia elettrostatica della distribuzione di carica (all’interno e
all’esterno della sfera).
4) Un protone avente un’energia cinetica Ep = 1.0 MeV si muove in
un’orbita circolare sotto l’azione di un campo magnetico B. Calcolare
l’energia cinetica Ed che deve avere un deutone, per percorrere la
stessa traiettoria (protone e deutone hanno la stessa carica, il deutone
ha massa doppia rispetto al protone).
