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SE Q=10NC:
QUANTO È INTENSA LA FORZA ELETTRICA
COMPLESSIVA CHE AGISCE SULLA CARICA -2Q?
E’ POSSIBILE SCEGLIERE DEI VALORI DI Q E DI L TALE
CHE LA FORZA SIA NULLA?
2Q
-Q
+
-
L=5,0 cm
-Q
-2Q
2Q
-Q
+
F3
L=5,0 cm
-Q
F=30,5 N
-
Non si può
scegliere valori
di L e Q tali che
la forza sia
nulla.
F2
-2Q
F1
F1+F2=R
F3-R=F
R
IN COSA CONSISTE IL
CICLO DI CARNOT?
Il ciclo di Carnot è un ciclo termodinamico,
realizzabile utilizzando 2 sorgenti termiche ed è
costituito da 4 trasformazioni reversibili:
Espansione Isotermica
Espansione Adiabatica
Compressione Isotermica
Compressione Adiabatica
A→B
B→C
C→D
D→A
Le trasformazioni si possono rappresentare in un grafico della pressione
in funzione del volume.
Si suppone che il gas utilizzato sia perfetto.
ESPANSIONE ISOTERMICA
*A → B
* Il gas preleva calore dalla sorgente più calda
quindi il Volume del gas aumenta e diminuisce
la pressione.
ESPANSIONE ADIABATICA
*B → C
* Il gas finisce di prelevare energia termica e
attraverso questa trasformazione questo si
espande ma non scambia Energia e la
Temperatura si abbassa
QUALI SONO I PRINCIPALI
STRUMENTI
ELETTROSTATICI?
ELETTROSCOPIO A FOGLIE
D’ORO
Questo strumento è composto da un vaso in
vetro con coperchio isolante, esso è
attraversato da un asta di materiale conduttore
con una sfera nell’estremo esterno al vaso e
una coppia di foglie d’oro in quello inferiore.
Quando un corpo carico elettricamente viene
avvicinato alla sfera, il movimento delle cariche
lungo l’asta fa sollevare e allontanare le foglie
d’oro caratterizzate dalla stessa carica grazie
all’avvicinamento del corpo elettrizzato.
PENDOLO
ELETTROSCOPICO E
BILANCIA A TORSIONE
Il pendolo elettroscopico è composto
da una sfera fissata ad un supporto
ad asta. Se noi avviciniamo una
bacchetta caricata elettricamente le
cariche comporteranno un
avvicinamento o un allontanamento
della sfera rispetto la bacchetta.
ELETTROFORO DI VOLTA
Fu ideato da Alessandro Volta. Questo
strumento è costituito da un disco
metallico impugnabile con un manico
isolante (detto scudo). Quando la piastra
inferiore viene strofinata si carica
negativamente. Quando lo scudo viene a
contatto con la piastra caricata
negativamente, per induzione, si carica
positivamente e toccandola con un dito
possiamo scaricarla a terra.
GENERATORE DI VAN DE
GRAAFF
Il Generatore di Van de Graaff è un
generatore elettrostatico in grado di
accumulare una notevole quantità di
carica elettrica. La sfera principale
viene caricata positivamente grazie
a un motore. Nelle sue vicinanze si
trova una sfera di carica opposta.
Quando vi è un eccesso
nell’accumulo di cariche nella sfera
principale si produce una scarica
elettrica verso l’altra sfera.
Forza di
Coulomb
ANALOGIE E DIFFERENZE
TRA CAMPO ELETTRICO E
CAMPO GRAVITAZIONALE
Forza
gravitazionale
ANALOGIE
l Entrambi i campi sono appunto campi vettoriali e quindi ad ogni punto della regione di
spazio in cui essi agiscono è possibile associare un vettore.
l Entrambi i campi sono in grado di compiere lavoro, quello elettrico sulle cariche elettriche
mentre quello gravitazionale su tutti i corpi dotati di massa.
l Sostanziale equivalenza che c'è tra la formula di Coulomb (che descrive la forza che si
scambiano due cariche elettriche) e quella della gravitazione universale di Newton (che
invece descrive la forza che si scambiano due oggetti dotati di massa).
l Entrambe sono forze che agiscono a distanza.
l Entrambe le forze sono centrali, ovvero agiscono lungo la congiungente dei due corpi
( per Coulomb; per Newton).
DIFFERENZE
• Il campo elettrico agisce appunto sulle cariche elettriche e quello
gravitazionale sugli oggetti dotati di massa.
• Le forze del campo elettrico possono essere attrattive o repulsive mentre
quelle del campo gravitazionale sono solo attrattive.
• La forza elettrica è molto più intensa
Per dimostrare l’ultimo punto calcoliamo questo rapporto:
Siano scelti due elettroni a distanza r:
Descrivi la forza di coulomb e la sua
origine, spiegando il funzionamento
della bilancia di torsione
Dove:
- La F è la forza di Coulomb e si misura in N (Newton).
- K è una costante di proporzionalità data da :
- Q1 e Q2 sono le cariche elettriche di segno concorde o discorde
e si misurano in Coulomb (C), il modulo serve per far si che la
forza sia sempre positiva
- r^2 È la distanza misurata in metri
L'esperimento di Coulomb Nel 1784 C.A. de Coulomb determinò
le caratteristiche della forza elettrica con la bilancia a torsione:
- A e B sono sfere cariche tra cui esercita una forza repulsiva r->
- A è appesa ad un manubrio e può rotare
- D è uguale ad A ma neutra ed equilibra la forza di gravità
DESCRIVI L’ELETTRIZZAZIONE
PER STROFINIO, CONTATTO E
INDUZIONE
ELETTRIZZAZIONE PER
STROFINIO
Si realizza quando
Corpi di diversi materiali vengono
strofinati con un panno di lana o seta
In modo da…
Cedere elettroni
(si carica positivamente)
Acquistare elettroni
(si carica negativamente)
© NICOLA BARISON & ROMAN OLIYNYK
ELETTRIZZAZIONE PER
CONTATTO
Si realizza quando
Un conduttore carico viene messo in
contatto con un conduttore neutro
In modo da trasferirgli le proprie
cariche, così il corpo neutro si carica…
Positivamente se il corpo
carico è positivo
Negativamente se il corpo
carico è negativo
ELETTRIZZAZIONE PER
CONTATTO
L’elettrizzazione per contatto può avvenire, per
esempio, quando una sfera carica positivamente
viene messa in contatto con un corpo neutro,
attraverso il passaggio di cariche il corpo neutro si
caricherà positivamente
ELETTRIZZAZIONE PER
INDUZIONE
Si realizza quando
Un corpo carico posto nelle vicinanze
di un conduttore scarico
Provoca su di esso
Una ridistribuzione delle cariche
ELETTRIZZAZIONE PER
INDUZIONE
L’elettrizzazione può avvenire anche per
induzione, quando avviciniamo un corpo carico ad
uno neutro. In questo caso nella zona del corpo
neutro più vicina al corpo elettrizzato si
addensano cariche di segno opposto.
Date 3 cariche di valore +1,2µC poste come
in figura calcola la forza totale che agisce su
qC; sapendo che entrambi i cateti misurano
5 cm.
=