ESAME DI FISICA n. 1
CLASSE 4 A-B
CHIAVE
novembre 2016
PUNTEGGIO: ……………………… …
PUNTEGGIO: …………………………
cognome e nome
La forza elettrostatica
1 Tre cariche puntiformi Q1 = 8 × 10–3 C, Q2 = 18× 10–3 C, Q3 = 24 × 10–3 C sono poste, nel vuoto, nei vertici di un triangolo
rettangolo avente i cateti di 3 cm e 6 cm. Q2 si trova nel vertice dell’angolo retto.
•
a) Fai un disegno che rappresenti la situazione e disegna le forze su Q2 e la loro risultante .
[punti 8]
•
b) Calcola le forze su Q2.
[punti 8]
=
=
= 9×10
8×10
×18×10
3×10
=→
= 9×10
24×10
18×10
6×10
=→
= 9×10
24×10
×18×10
3×10
= 9×10
8×10
18×10
6×10
2
= ,
#
×
∎
= , $×
∎
o in alternativa
=
=
•
2
=→
=→
= , %# ×
#
= %, & ×
∎
∎
c) Calcola l’intensità della forza risultante.
= (
[punti 8]
+
= 1,8 × 10
→
*
= ,$ ×
∎
In alternativa
+
' = (
= 4,3 × 10
→
*
= ,% ×
∎
'
Moto di un elettrone in un campo uniforme
2 Un elettrone (q = –1,6 × 10–19 C e m = 9,11 × 10–31 kg) entra in un campo elettrico uniforme di intensità E = 8 × 105 N/C con una
velocità di 8 × 105 m/s, parallela al campo ma di verso contrario.
•
a) Qual è la forza che il campo esercita sull’elettrone?
+
= ,-+ = −1,6 × 10
× 8 × 10/ / = 12,8 × 10
[punti 8]
1
→
= − , %×
%
∎
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PUNTEGGIO: …………………………
cognome e nome
•
b) Con quale accelerazione si muove l’elettrone?
2+ =
•
=
−1,3 × 10
9,11 × 10
⁄3 = −1,4 × 10
5
⁄3 → 6 = − , ×
7
8
∎
9#
c) Quale distanza percorre in 2 × 10–8 s?
1
1
2 ; + <=+ ; = − 1.4 × 10
2 +
2
:=
•
+
[punti 8]
5
[punti 8]
⁄3 × 2 × 10
?
3 − 8 × 10/
⁄3 ×2 × 10
?
3 = − 28
→ @ = #$ 8 ∎
d) Qual è la variazione di energia cinetica nello stesso intervallo di tempo?
∆-B = C =
+
: = −1,3 × 10
×−28
= 3,6× 10
[punti 8]
D → ∆EF = %, &×
#
G∎
Il campo elettrico
3 Tre cariche uguali Q1 = Q2 = Q3 = 15 × 10–6 C si trovano nei vertici di un triangolo equilatero di lato 12 cm.
•
a) Calcola l’intensità del campo elettrico risultante nel baricentro del triangolo.
[punti 8]
- = 0, HIJKℎè NI K2JOKℎI I NI O3;2PQI 3RPR STS2NO
I tre vettori campo elettrico -UV 1, -UV 2 e -UV 3
WRJ 2PR ;J2 NRJR 2PTRNO O 120°
generati da ciascuna carica nel baricentro hanno lo stesso modulo e
Se sommiamo due di questi vettori campo elettrico -UV 1 + -UV 2
opposto al terzo vettore campo elettrico -UV 3
•
troviamo come risultante un vettore campo elettrico −-UV 3
b) Quale forza agisce su una carica q = 6× 10–5 C posta nel baricentro?
[punti 8]
= ,- = 0 , HIJKℎè ON K2 HR è PSNNR
La differenza di potenziale
4 Una carica elettrica è immersa in un campo elettrico -UV uniforme. L’intensità del vettore -UV è di 8,0 newton/coulomb, cioè Y-UV Y =
8,0 / .
|[\| = 3,0
a. Calcolare il lavoro C]→^ compiuto dalla forza elettrica nello spostamento della carica puntiforme , = 1,6 ×10
al punto \ in direzione parallela e nello stesso verso del campo elettrico.
dal punto [
[punti 6]
C
_`ab
]cde^
UUUUUV = , -UV ∙ [\
UUUUUV = ,Y-UV YY[\
UUUUUVY =
= V ∙ [\
= 1,6 ×10
×8,0×3,0 D = 3,84×10
D → g
_hib
hcdei
= %, $
$G
×
∎
b. Cosa significa che il campo elettrico è conservativo?
[punti 8]
Significa che il lavoro C]→^ compiuto dalla forza elettrica nello spostamento della carica puntiforme , dal punto [ al punto \ è
sempre lo stesso qualunque sia il percorso che si sceglie per andare dal punto [ al punto \.
C
jklmnlon p
]cddddddde^
c. Come è definita la differenza di potenziale tra i punti [ e \?
=C
jklmnlon q
]cddddddde^
[punti 8]
Per definizione, la differenza di potenziale tra i punti [ e \ è il rapporto tra il lavoro compiuto dalla forza elettrica quando una
carica puntiforme , si sposta dal punto [ al punto \ e la carica stessa.
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cognome e nome
r] − r^ =
C]→^
,
d. Calcolare la differenza di potenziale r] − r^ , cioè la differenza di potenziale tra i punti [ e \.
r] − r^ =
C]→^ 3,84×10
=
,
1,6×10
?
[punti 6]
r = 24,0 r → sh − si = # , s ∎
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