Elementi di Fisica e applicazioni
Carlo Elce
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Campo elettrico: Forza elettrica
Una forza esercitata da un campo elettrico accelera un corpo, proprio come ogni altra
forza. Questa accelerazione è direttamente proporzionale alla carica della particella e
all'intensità del campo elettrico, ed è inversamente proporzionale alla massa della
particella.
Carica della particella:
q
Intensità del campo elettrico:
E
Massa della particella:
m
Forza dovuta ad un campo elettrico:
F q. E
Accelerazione dovuta ad un campo elettrico:
q
a .E
m
Un elettrone è posizionato in un campo elettrico di intensità 100 newton per coulomb
diretto verso il basso. Qual è l'intensità e la direzione dell'accelerazione subita
dall'elettrone?
q
me
19
1.6. 10 . coul
31
9.11. 10 . kg
E
newton
100.
coul
a
q .
E
me
a = 1.756 10
13
costanti dalle Tabelle di Riferimento specifiche
m
2
sec
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Notate che l'accelerazione è negativa. Ciò significa che l'accelerazione tende nella
direzione opposta a quella del campo elettrico. Le particelle positive sono accelerate
nella direzione del campo elettrico e le particelle negative sono accelerate nella
direzione opposta. Così nel nostro esempio, l'elettrone è soggetto ad una accelerazione
diretta verso l'alto di:
13 m
1.756. 10 .
2
sec .
6
Un elettrone con una velocità iniziale di 6. 10 metri per secondo passa tra due armature
3
parallele dove c'è un campo elettrico verso il basso di una intensità 5. 10 newton per
coulomb. Qual è l'accelerazione dell'elettrone?
E
E
a
3 newton
5. 10 .
coul
q .
E
me
a = 8.782 10
14
m
2
sec
Ancora, il segno negativo significa proprio che l'elettrone è accelerato in una direzione
opposta al campo elettrico.
Se le armature in parallelo sono lunghe 1 cm, qual è lo spostamento verticale
dell'elettrone dovuto al campo elettrico?
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Δx
1. cm
ve
m
6. 106.
sec
Δt
Δx
ve
Δ t = 1.667 10
vo
m
0.
sec
yo
0. m
Ricordate,
vo
9
yo
sono le componenti verticali di velocità e spostamento, quindi
v
inizialmente sono entrambe zero. Non confondetele con la velocità orizzontale e e lo
spostamento orizzontale x.
y
yo
e
sec
v o. Δ t
1.
2
2
a .Δt
y = 0.122 cm
E' ciò che succede alla vostra TV o al monitor del vostro computer quando lavorano.
Un raggio di elettroni viene emesso e due set di armature in parallelo — una per
controllare la deflessione orizzontale ed uno per controllare la deflessione verticale —
sono usate per controllare il raggio che scorre sul vostro schermo.
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