Tutorato di Fisica 2 – 19-21/10/2016
Problema 1 (Appello 19/01/2015)
Su una piccola sfera di massa m = 1,12 · 10 −6 kg è presente una carica
q = 19,7 nC. Essa è appesa nel campo gravitazionale terrestre ad un
filo di seta di lunghezza L = 32,6 cm attaccato ad un parete verticale
sottile molto grande e carica uniformemente, come mostrato in figura.
All’equilibrio il filo di seta forma un angolo θ = 27.4° con il piano.
Determinare la densità di carica superficiale del piano. Se il
riferimento di 0 del potenziale è preso sul piano, quanto vale il
potenziale nel punto P in cui si trova la sferetta?
Problema 2 (Appello 25/02/2015)
Un cilindro conduttivo di raggio a presenta una carica uniformemente distribuita di densità σ.
Supponendo che il cilindro sia molto lungo e ponendo il riferimento del potenziale sulla sua
superficie esterna, determinare il campo elettrico E(r) e il potenziale V(r) che la distribuzione
di carica genera nello spazio e fornire un grafico.
Problema 3 (Appello 31/08/2015)
Si consideri il condensatore ad armature
piane e parallele di forma quadrata di lato L
= 20 cm rappresentato in figura (a). Esso è
scollegato dalla batteria e la tensione ai
suoi capi è ΔV0 = 7 V. Se h = 5 mm, k 1 = 2 e
k2 = 3, determinare la capacità del
condensatore e le densità di carica di
polarizzazione σp1 e σp2 presenti alle
interfacce tra le armature e i due dielettrici. Successivamente viene rimosso il dielettrico di
costante dielettrica k1 (figura b) e sostituito con aria. Determinare il lavoro speso per
l’estrazione e la densità di carica di polarizzazione σ′p2 a estrazione avvenuta.
Problema 4 (Appello 18/02/2016)
Due sfere conduttrici di raggio R1=1cm e R2=0.5cm sono connesse con un filo conduttore lungo
>> R1,2. A un certo punto si deposita una carica q = 60 μC sulla sfera 1. Calcolare il lavoro fatto.
Problema 5 (Appello straordinario 07/04/2016)
Due tratti di filo con stessa lunghezza l = 10 cm, sezione A, e resistività diverse ρ 1 = 2 Ωm e ρ2 =
6 Ωm sono saldati a contatto e collegati a una batteria da 2 V. Calcolare la densità di carica che
si accumula all’interfaccia di saldatura. Da cosa dipende il segno di questa carica?
Problema 6 (Appello 25/02/2015)
Un condensatore ad armature quadrate piane e
parallele di lato L = 21 cm e distanziate di h = 9 mm
è parzialmente riempito di aria e di due diversi
dielettrici di costante k1 = 3 e k3 = 2, come mostrato
in figura. Se sulle armature è presente una carica
libera Q = 1,19 nC, determinare: la capacità del
condensatore, l’energia in esso immagazzinata, la
densità di carica di polarizzazione presente sulle
interfacce di separazione tra le armature e i due dielettrici e il campo elettrico all’interno del
condensatore.
