App. Straordinario- Fisica 2
NOME
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27 Marzo 2009
COGNOME
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NUMERO DI MATRICOLA
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AVVERTENZE PARTE A (12pt., 60 minuti):
Il compito DEVE essere svolto singolarmente e non a matita. Sono ammessi solo carta e penna. NON sono ammessi
libri, appunti, calcolatrici, telefoni cellulari. Gli zaini vanno depositati ai lati. NON si esce dall’aula durante il periodo
dell’esame. Tutti gli esercizi devono essere risolti indicando l’unità di misura.
A ogni risposta esatta verrà attribuito 1 punto. In caso di risposta errata o mancante verranno attribuiti 0 punti.
Per accedere alla parte B è necessario totalizzare almeno 6
Per lo svolgimento dei calcoli si consideri εo ≈ 10-11 F/m e μ0 = 4π×10-7 H/m
A1) Un raggio di luce di potenza P = 100mW si propaga in direzione z ed è polarizzato lungo l’asse
x. Esso incide su un polarizzatore P2 che lascia passare la componente y del campo. Quanto vale la
potenza trasmessa se prima del polarizzatore P2 viene inserito un polarizzatore P1 con l’asse di
trasmissione inclinato a 45° rispetto all’ asse x?
y
45°
P1
P2
PT = 25mW
45°
x
A2) A che distanza L devo porre due lenti convergenti, ciascuna con focale |f| = 15cm, per poter
osservare con l’occhio accomodato all’infinito l’immagine prodotta da una bandierina a distanza
molto grande (tendente all’infinito) dalla prima lente?
f
f
L = 30cm
L
A3) Si consideri un cilindro di materiale dielettrico (εr = 5) di raggio R = 5 cm ed altezza infinita.
Se il materiale è caricato uniformemente con una densità volumica di carica ρ = 8 [C m-3], quanto
vale il campo elettrico a distanza r = 10 cm dall’asse?
εr
E = 1010V/m
R
r
A4)
Sapendo
che
il
potenziale
elettrico
V
varia
nello
spazio
secondo
la
legge
V (x ) = 20 sin (x 2) + 12 V, quanto vale (in modulo, direzione e verso) la forza prodotta su una carica
q = 1 nC quando questa viene posta nel punto x = 4π ?
F = - 10nN ux
A5) Un disco omogeneo ed elettricamente neutro di materiale conduttore (ρ=1 mΩ cm, R = 30cm)
ruota rispetto ad un asse ortogonale alle superficie parallelo all’asse z con velocità ω=50 rad/s.
Sapendo che nella regione in cui si trova il disco è presente un campo B=40mT uniforme, diretto
anch’esso lungo z, quanto vale la differenza di potenziale tra il centro ed il bordo del disco?
R
y
O
z
x
B
VO – VR= -0.09 V
App. Straordinario- Fisica 2
27 Marzo 2009
A6) Si consideri il circuito RC in figura. Sapendo che V0=24 V, che tutte le resistenze valgono
R = 2 KΩ e C = 0.5 nF, quanto vale la tensione ai capi del condensatore dopo 15 ms dalla chiusura
del circuito?
V0
V = 24V
C
A7) Si consideri il filo disegnato in figura, formato da un semicerchio di raggio R e da due
semirette. Detta I = 7A la corrente che lo percorre, e sapendo che R = (2+π) m, quanto vale il
campo B nel punto O? Si ricorda che al centro di una spira percorsa da corrente è Bspira=μ0I/2R
R
I
B = 7 10-7 T
O
A8) Un magnete permanente ha la forma di un toroide con un traferro d=5mm, e lunghezza
mediana (traferro escluso) pari a l =5cm. Se il campo B, misurato nel traferro, vale B=(20π)mT,
quanto vale il vettore magnetizzazione M?
M = 55000 A/m
d
A9) Su un cilindro formato da un materiale ferromagnetico, di lunghezza d = 0.3 m, sezione
s=150mm2 e μr=250, viene posto un avvolgimento compatto di N=1000 spire, con sezione pari alla
sezione e lunghezza pari a quella del toroide. L’avvolgimento viene alimentato da una batteria di
24V, e la sua resistenza complessiva è pari a 3Ω. Quanto vale il suo coefficiente di autoinduzione?
L = 0.05 π H
A10) Calcolare di quanto cambia il modulo del vettore d’onda di una radiazione elettromagnetica,
avente una frequenza pari a 60 THz, che si propaga prima in vetro (nvetro = 1.5) e poi nel vuoto.
Δk = kf – ki =-2 105 π rad/m
A11) Sei cariche uguali (q=4π mC) sono poste ai vertici di un esagono regolare di lato L = 2 cm.
Quanto vale, in modulo direzione e verso, il vettore D nel centro dell’esagono?
O
D = 0 C/m2
A12) Nelle stesse condizioni della domanda precedente, quanto vale il potenziale nel centro
dell’esagono?
V = 3 1010 V
