Esercizi legge coulomb - Prof. PORFIDO Francesco

LA LEGGE DI COULOMB
Esercizi
Applichiamo le conoscenze
1. Osserva la figura che rappresenta le forze d’interazione elettrica che agiscono su due cariche
puntiformi Q1 e Q2 di uguale intensità e dello stesso segno positivo poste alla distanza r
r
Q1
Q2
+
+
F
F
Disegna i vettori che rappresentano la forza d’interazione elettrica nell’ipotesi che:
a)
b)
c)
d)
La distanza fra le due cariche sia 2r ed entrambe siano positive;
La distanza fra le due cariche sia r/2 ed entrambe siano positive;
La distanza fra le due cariche sia r ed entrambe siano negative;
La distanza fra le due cariche sia r , Q1 sia positiva e Q2 negativa.
2. Osserva la figura che rappresenta le forze d’interazione elettrica che agiscono su due cariche
puntiformi Q1 = 2Q e Q2 = Q poste alla distanza r nell’ipotesi che siano entrambe positive
r
2Q
Q
+
F
+
F
Disegna i vettori che rappresentano la forza d’interazione elettrica nell’ipotesi che:
a) Le due cariche siano negative;
b) Q1 sia positiva e Q2 sia negativa;
c) Q1 sia negativa e Q2 sia positiva.
3. Determina la forza d’interazione tra due cariche Q1 = 2 C e Q2 = 5 C distanti fra loro 150 cm.
Per lo svolgimento dell’esercizio, completa il percorso guidato, inserendo gli elementi
mancanti dove compaiono i puntini
1 I dati sono: …………………………………………………………………………………………………………………………
2 Le unità di misura sono coerenti con quelle del SI? ………………………………………………………………
3 In caso di risposta negativa, esegui le equivalenze necessarie: …………………………………………….
4 Tra i dati devi inserire il valore della costante nel vuoto: Ko = ………………………………………………
5 La formula necessaria allo scopo, dato che ti viene richiesta la forza elettrica, è:
F = Ko ……………
6 Sostituisci nella formula i dati, trovando perciò:
F = ………………………………. = …………………..
4. Determina la forza d’interazione tra due cariche Q1 = 2∙10-4 C e Q2 = 8∙10-4 C distanti fra loro
10 cm.
LA LEGGE DI COULOMB
Esercizi
5. Calcola la distanza alla quale devono essere poste l’una dall’altra due cariche elettriche pari a
1 C, affinché si respingono con una forza di 10 9 N. Come deve variare la distanza per far sì che
la forza risulti 16∙109 N ?
6. Trova a quale distanza una carica Q1 = 7,2∙10-3 C deve essere collocata rispetto a una seconda
carica Q2 = 3,4∙10-3 C, in maniera tale che esercitano l’una sull’altra una forza paria 5 000 N.
Come deve variare la distanza, affinché la forza diventi un quarto e poi nove volte più intensa?
7. Una carica Q1 = 7,6∙10-3 C esercita una forza di 8,4∙104 N su una carica Q2 distante da essa 3
cm. Determina Q2.
8. Due cariche uguali distanti fra di loro 12 cm si respingono con una forza pari a 1,4∙105 N.
Determina il valore delle due cariche.
9. Sapendo che una carica è un terzo di un’altra carica e che, distanti l’una dall’altra 4,8 dm, si
attirano con una forza di 1,2∙104 N, calcola l’intensità delle cariche. Se raddoppia la distanza,
come si modifica la forza?
10. Sapendo che una carica è il quadruplo di un’altra e che , distanti fra loro 7,2 cm, si attraggono
con una forza di 24 N, trova l’intensità delle cariche. Se le due cariche fossero entrambe uguali
alla minore delle due, come si modificherebbe la forza?
11. Tre cariche positive di uguale intensità Q = 2∙10-6 C sono poste nei vertici di un triangolo
rettangolo isoscele aventi i cateti lunghi 8 cm. Calcola la forza esercitata complessivamente
dalle cariche in A e in B sulla carica che si trova in C e rappresentala graficamente.
+Q
B
8 cm
+Q
+Q
C
8 cm
A
Per lo svolgimento dell’esercizio, completa il percorso guidato, inserendo gli elementi
mancanti dove compaiono i puntini
1 Utilizzando la legge di Coulomb, determina il modulo della forza di A su C:
FA = …………………………………………………
2 Scelta una opportuna unità rappresenta il vettore FA , tenendo presente che la direzione del
vettore è data dalla retta congiungente la carica in …………… con quella in ………….. e che il
verso, essendo le cariche di uguale segno e la forza quindi repulsiva, è
……………………………………
3 Nello stesso modo calcola FB, ovvero il modulo della forza di B su C:
FB = …………………………………………………
e rappresentala graficamente
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Esercizi
4 Applicando la regola del parallelogramma, determina graficamente il vettore F C come
somma del vettore FA e FB
5 Dato che le forze FA e FB formano un angolo di 90°, applicando il teorema di …………………………
puoi ottenere il modulo della forza cercata:
FC = …………………………………………………
12. Tre cariche positive di uguale intensità Q = 4,6∙10-2 C sono poste nei vertici di un triangolo
rettangolo isoscele aventi i cateti lunghi 2 dm. La carica posta in C è negativa ed è di segno
opposto rispetto a quelle poste in A e B. Calcola la forza esercitata complessivamente dalle
cariche in A e in B sulla carica che si trova in C e rappresentala graficamente.
13. Quattro cariche, i cui segni e le cui intensità sono riportati in figura, si trovano nei vertici di un
quadrato di lato 10 cm.
Rappresenta graficamente il vettore forza elettrica che agisce complessivamente su A e
calcola il modulo di tale vettore.
C
D
-6
+3∙10 C
-6
+1∙10 C
10 cm
+1∙10-6 C
+2∙10-6 C
A
10 cm
B