LICEO SCIENTIFICO STATALE “G.B. GRASSI”
CLASSI QUARTE 2015/16
INDICAZIONI DI LAVORO PER LA
SOSPENSIONE DEL GIUDIZIO IN FISICA
(LS / SA)
In relazione alle esigenze del quarto anno di corso, si segnala la necessità di una soddisfacente
conoscenza di tutti i contenuti del programma di seguito indicato; durante il periodo estivo sarà quindi
indispensabile procedere con un attento lavoro di revisione. Tale revisione dovrà essere condotta sia sulla
teoria, sia sulla sua applicazione, tramite lo svolgimento di esercizi e problemi. Poniti l’obiettivo di
assimilare i contenuti indicati, curando con particolare attenzione il linguaggio utilizzato e la chiarezza
dell’esposizione. Oltre al manuale di fisica, ti servirai del materiale che troverai sul sito del liceo.
A fine agosto dovrai sostenere una prova orale (sugli argomenti indicati) per stabilire se hai colmato le
lacune nella tua preparazione.
Buon lavoro!
PROGRAMMA
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
Effetti del calore sul comportamento di un gas perfetto.
Modello di gas perfetto.
Trasformazioni isoterma, isobara, isocora.
Trasformazione adiabatica.
Interpretazione microscopica della temperatura.
Temperatura ed energia interna.
Interpretazione microscopica del calore specifico delle sostanze.
Diagramma di fase relativo ai passaggi di stato.
Il primo principio della termodinamica.
I cicli termodinamici.
Rendimento delle macchine termiche e secondo principio della termodinamica
Entropia
Campo elettrostatico
Forza di Coulomb e campo elettrostatico.
Flusso del campo elettrostatico: legge di Gauss.
Lavoro della forza elettrica. Energia potenziale elettrica. Potenziale elettrostatico.
Circuitazione del campo elettrostatico.
Conduttori in equilibrio elettrostatico.
Capacità elettrica di un conduttore. Analisi del condensatore carico.
Energia di un condensatore carico.
3.0
3.1
3.2
3.3
Correnti e cariche elettriche
Moto elettroni di conduzione e intensità di corrente.
Leggi di Ohm a livello macroscopico e microscopico. (solo per le classi 4 A LS/ 4 C LS)
Generatori di corrente: circuiti elettrici. (solo per le classi 4 A LS/ 4 C LS )
Energia associata alla corrente elettrica: effetto Joule. (solo per le classi 4 A LS/ 4 C LS)
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
4.0
4.1
4.2
Campo magnetostatico
Il dibattito ottocentesco sulla natura del magnetismo: effetti magnetici. Legge di Oersted.
Correnti amperiane.
Campo magnetico generato da alcuni elementi tipici circuitali.
Flusso del campo magnetico.
Circuitazione del campo magnetico.
Azione del campo magnetico su cariche: forza di Lorentz.
Esperimento di Thomson.
Interazione tra campo magnetico e corrente elettrica.
Campo magnetico nella materia (cenni).
1
CLASSI QUARTE 2015/16
INDICAZIONI DI LAVORO PER LA SOSPENSIONE DEL GIUDIZIO IN FISICA
(LS / SA)
1. Termodinamica
Esercizi tratti dal tuo libro di testo: Cutnell – Johnson Fisica.blu vol. 2 – Zanichelli
Pag. 449 domande n. 4, n.6; test: da n.1 a n. 15. Pag. 451 esercizi n. 17, n. 19, n. 22; pag. 452 esercizi
n. 25, n. 26, n. 35, n. 37, n. 38; pag. 453 n. 46; pag. 454 n. 53, n. 54, n. 3; pag. 455 n. 7, n. 8, n. 9. Pag.
491 domande n. 2, n. 4, n. 6; test: da n.1 a n. 15. Pag. 493 esercizi n. 4, n. 7, n. 8; pag. 494 n. 11, n.
13, n. 20, n. 21, n. 22; pag. 495 n. 25, n. 31, n.33, n.37, n.38; pag. 496 n. 44, n. 46, n. 53; pag. 497 n.
68, n. 69; pag. 498 n. 73, n. 1, n. 3; pag. 499 n. 5, n. 7, n. 10; pag. 500 da n.1 a n. 5.
1. Definisci i seguenti termini (concetti):
Calore specifico
Trasformazione termodinamica
Passaggio di stato
Ciclo termodinamico
Rendimento di un ciclo termodinamico.
Variabile termodinamica
Gas perfetto
Energia interna
Trasformazione reversibile
Equazione di stato
Funzione di stato
Macchina termica
Trasformazione adiabatica
2. Stabilisci se le seguenti affermazioni sono vere o false. Motiva la risposta.
a. In una trasformazione isoterma la relazione tra pressione e volume per due stati 1 e 2 può
essere espressa nella forma:
p1 V1
.
p2 V2
b. La definizione di temperatura è legata alla definizione di energia cinetica media molecolare.
c. Il rendimento di una macchina termica si può calcolare solamente se la trasformazione è
reversibile.
d. È possibile fornire calore ad un gas senza variarne la temperatura.
e. È possibile fornire calore ad un solido senza variarne la temperatura.
3.
Un gas ha inizialmente una pressione pari a P0 = 2,30 ·105 Pa ed un volume di 5,00 litri. Se
mantenendo costante la temperatura lo si porta alla pressione atmosferica, quale volume andrà ad
occupare?
[ 11,4 l ]
4.
Un gas che alla temperatura T0 = 273K ha un volume pari a V0 = 2,00 m3. Di quanto cambia il suo
volume se viene portato isobaricamente alla temperatura Tf = 300K?
5.
3
[ 2,2 m ]
Una pentola a pressione fa scattare la valvola di sicurezza se, riscaldandola, la pressione al suo
interno raggiunge P = 3,00 atm. Supponendo che all'interno della pentola ci sia, inizialmente, del
vapore acqueo in condizioni normali, a quale temperatura si trova il vapore quando scatta la valvola?
[ 819 K ]
6. Un gas subisce una trasformazione isocora che lo porta dallo stato SA(PA = 1,00 atm; TA = 200 K) allo
stato SB(VB = 5,00 l; TB = 400K) e successivamente una trasformazione isoterma che lo porta allo
stato SC(VC = 8,00 l). Calcolare il valore di PC.
7.
[ 2,0 atm ]
Un gas effettua una trasformazione isoterma AB alla temperatura T = 60,0 °C e successivamente
un'isobara BC. Calcolare la temperatura nello stato C, sapendo che PA = 4,00 ·105 Pa, che PB = 1,50
5
·10 Pa, VA = 7,00 dm3 e VC = 10,0 dm3 .
[ 178 K ]
8. Tre grammi di elio (massa molecolare =4u.m.a.) si trovano inizialmente alla temperatura di 0 C e alla
pressione di 1atm. Successivamente il gas subisce una dilatazione a pressione costante fino a
raggiungere un volume doppio di quello iniziale. Determina il numero di moli di elio, il volume iniziale,
la temperatura finale.
2
9.
Calcolare il volume iniziale di un gas che si trova alla temperatura di 300K e alla pressione di 2,00
atm, che viene portato ad occupare un volume di 10,0 l alla temperatura di 280 K e alla pressione di
3
2,50 atm. Il gas risulta compresso o dilatato?
[ 13 dm ]
3
10. 5 moli di un gas perfetto, contenute in un volume V = 80 dm sono compresse isotermicamente da
uno stato A ad uno stato B, aumentando la pressione da PA = 1,50 atm a PB = 1,80 atm. Raggiunto lo
stato B, si aumenta ancora la pressione mantenendo costante il volume, sino a giungere alla
temperatura TC = 620 K. Calcolare la pressione PC.
[ 1,91 atm ]
11. Quale è il volume occupato da 10,0 g di gas Neo alla temperatura T = 25 °C e a pressione ordinaria,
3
sapendo che la sua massa molare è mmol = 20,18 g?
[ 0,012 m ]
12. A quale pressione quattro moli di ossigeno si trovano alla una temperatura T = 25 °C se occupano un
3
volume V = 3,2 dm ?
[ 30,6 atm ]
13. 3 moli di gas perfetto alla temperatura di TA = 400K e alla pressione di PA = 2,50 atm subiscono
un'espansione isoterma AB in modo che nello stato B il volume sia doppio. Il gas è quindi
compresso isobaricamente sino a tornare al volume di partenza. Determinare lo stato finale del gas.
3
[ 39 dm ]
14. A quale velocità quadratica media si muovono le molecole d’ossigeno in una stanza alla temperatura
di 27°C? E gli atomi di He?
15. Enuncia ed illustra i principi della termodinamica.
16. Come si calcola il lavoro compiuto in una trasformazione termodinamica reversibile? Perché?
17. 2 moli di un gas perfetto monoatomico, contenute in un recipiente con pareti rigide, sono in equilibrio
termodinamico con l’ambiente (TA= 300 K). La temperature del gas viene triplicata mettendo il
cilindro a contatto con una sorgente termica ideale a temperatura 3TA. Calcolare la quantità di calore
scambiata del gas, il lavoro compiuto e la variazione di energia interna del gas.
18. Mezza mole di gas perfetto monoatomico compie un ciclo costituito da 4 trasformazioni
termodinamiche reversibili:
AB aumento di pressione a volume costante,
BC espansione a temperatura costante,
CD espansione senza scambio di calore,
DA compressione isobarica.
Rappresentare in un piano di Clapeyron il ciclo. Con i dati assegnati completare le tabelle
sottostanti, riportando di seguito le leggi utilizzate per determinare i parametri di stato e le grandezze
energetiche. Calcolare poi il rendimento del ciclo e quello di una macchina di Carnot funzionante tra
le stesse temperature estreme.
grandezza
P
V
T
grandezza
U
W
Q
stato
atm
l
K
trasformazione
l atm
l atm
l atm
A
1.0
10.0
B
3.0
BC
C
D
AB
CD
25.0
DA
3
19.
[4980J; 3560 J]
20.
[Lavoro=4790J]
21.
[Lavoro=148,3J; Rendimento=25%; Rendimento ideale=26,2%]
2. Campo elettrico
Esercizi tratti dal tuo libro di testo: Cutnell – Johnson, Fisica.blu, vol. 2, Zanichelli
Pag. 531 domande n. 2, n. 4, n. 6; test da n. 1 a n. 15; pag. 533 n. 5, n. 10; pag. 534 n. 15, n. 16, n. 17,
n. 18, n. 19, n. 20; pag. 535 n. 26, n. 28, n. 30, n. 32, n. 33, n.35; pag. 536 n. 38, n. 40, n. 41, n. 48, n.
49, n. 50, n. 51; pag. 537 n. 53. Quesiti n. 4, n. 5; n. 2, n. 3, n. 4; pag. 538 n. 2, n. 3. Pag. 565 domande
n. 2, n.4, n. 5; test da n.1 a n.15; pag. 567 n. 4, n. 6, n. 8, n. 13, n. 14, n. 15, n. 16; pag. 568 n. 19, n. 20,
n. 21; n. 25, n. 26, n. 28, n. 29; pag. 569 n. 34, n. 37, n. 39, n. 43, n. 46, n. 48; pag. 570 quesiti n. 2, n. 3,
n.4, n. 5; pag. 570 da n. 1 a n. 8 (olimpiadi); pag. 571 n. 2, n. 3, n. 4. (solo per le classi 4 A LS, 4 C LS :
pag. 605 domande n. 1, n. 3, n. 5; test dal n. 1 al n. 15; pag. 606 n. 6; pag. 607 n. 11, n.13, n. 17, n.22,
n. 23, n. 24; pag. 608 n. 30, n. 32, n. 34, n. 35; pag. 609 n. 41, n. 43; n. 45, n. 48; pag. 610 n. 57, n. 63;
pag. 610 quesiti n. 1, n. 3. Pag. 611 n. 1, n. 2, n. 4. Pag. 612 n. 1, n. 3.)
1. Rispondi alle seguenti questioni avendo cura di motivarle esaurientemente:
a. Descrivere le seguenti grandezze: forza di Coulomb e campo elettrostatico.
-19
b. Confrontare il campo elettrostatico e gravitazionale generato da un protone (q=1,6 10 C, m =
-27
-15
1,67 10 kg) ad una distanza pari a 10 diametri d del protone (d = 10 m).
c. Quanti protoni sono contenuti in 1 C?
d. Perché le linee di forza di un campo elettrostatico non possono intersecarsi?
e. Perché all’interno di una sfera cava carica il valore del campo elettrostatico è nullo?
2. Siano date q1 = 1 pC, q2 = -1 pC e q3 = 2 pC. Esse sono disposte nell’ordine nei punti A(0,0),
B(10,0), C(5,5). Determinare intensità, direzione e verso del campo generato dalle tre cariche nel
punto medio del segmento AB.
3. Una sferetta di massa 10 g possiede una carica positiva di
. Essa è posta all’estremità di un filo
-5
lungo 1 m e ruota attorno ad una seconda carica fissa di valore Q = -10 C, formando un pendolo
conico. Determinare la frequenza di rotazione della sferetta quando l’angolo formato con la quota
vale
4. Rispondi alle seguenti questioni giustificando la scelta effettuata:
4.1 L’induzione elettrostatica:
a. avviene in qualsiasi materiale;
V
4
F
b. è una grandezza scalare;
c. genera sempre nel corpo indotto una carica opposta a quella
del corpo inducente;
V
F
V
F
V
F
V
F
V
F
4.2 Siano date le seguenti figure:
a. In A il flusso del campo elettrostatico è uguale a 0
Q
(E )
b. In B il flusso del campo elettrostatico vale:
0
c. Il flusso in A e C è lo stesso ed è sempre positivo
4.3 Un elettrone entra in direzione assiale nel campo generato da due cariche positive identiche poste a
distanza L.
a. Il moto dell’elettrone è periodico
V
F
b. Il moto dell’elettrone è armonico
V
F
c. Per una velocità sufficientemente alta l’elettrone oltrepasserà
le cariche e procederà all’infinito
V
F
5. Enuncia e dimostra la relazione che determina il campo elettrostatico generato da un filo
uniformemente carico.
6.
Qual è il campo elettrostatico generato da una sfera piena e omogenea uniformemente carica con
densità volumica di carica e raggio R? Considera il caso: 0 r R e r R
7. Risolvi il seguente problema, mettendo in luce le procedure risolutive adottate:
3
Siano date tre cariche puntiformi positive di intensità q 10 pC . Esse sono disposte ai vertici di
un triangolo isoscele, avente il lato obliquo lungo L = 15 cm e l’angolo al vertice di ampiezza
2
.
3
Determinare l’intensità del campo elettrostatico nel piede della perpendicolare condotta ad uno dei
lati obliqui.
8. Può esistere in un campo elettrostatico una linea di forza chiusa? Giustificare la risposta.
9. Si consideri un conduttore carico in equilibrio elettrostatico. Il campo elettrico al suo interno è nullo?
Giustificare la risposta.
10. In una sfera piena di raggio R, è uniformemente distribuita una carica Q. Che frazione è racchiusa
entro il raggio r = R/2? In che rapporto sta l’intensità del campo elettrico a tale distanza dal centro
rispetto all’intensità presente sulla superficie esterna?
11. Tre cariche sono disposte nei vertici di un triangolo equilatero ABC di lato 12 cm. In A la carica è +q,
in B la carica è -4q ed in C la carica è +2q, con q = 150 nC. Quanto vale l’energia potenziale del
sistema costituito dalle tre cariche?
12. Siano date quattro particelle cariche disposte ai vertici di un quadrato. In A la carica è +q, in B, -2q,
in C +q e in D -2q. Quanto vale il potenziale nel centro del quadrato?
13. Quanto vale il modulo della forza di attrazione elettrostatica tra un nucleo di ferro (q=+26 e) e il suo
-12
-3
elettrone più interno che orbita a circa 1,5·10 m?
[2,7·10 N]
-6
-6
-6
14. Tre particelle, aventi carica Q1= - 8,0 ·10 C, Q2= + 3,0 ·10 C e Q3= - 4,0 ·10 C , sono disposte
su un segmento. La seconda carica è posta tra le altre due rispettivamente alla distanza di 0,30 m
dalla prima e di 0,20 m dalla terza. Calcolare la forza totale agente sulla terza carica.
[- 1,55 N]
-6
-6
15. Due cariche elettriche di - 25,0 ·10 C e + 50,0 ·10 C distano 10,0 cm.
a. Determinare il vettore campo elettrico nel punto P situato sul segmento congiungente le due
cariche, a 2,0 cm dalla carica negativa.
5
-31
b. Determinare l’accelerazione iniziale (vettore) di un elettrone (massa 9,11·10 kg) posto a riposo
8
20
2
in P.
[- 6,3 ·10 N/C; 1,1·10 m/s ]
-27
16. Calcolare l’intensità del campo elettrico in un punto dello spazio in cui un protone (massa 1,67·10
6
kg) è sottoposto ad una accelerazione di 1,00·10 g.
[0,102 N/C]
-10
17. Quattro cariche uguali di 5,0 ·10 C sono disposte ai quattro vertici di un quadrato di lato 10,0 cm.
a. Determinare il vettore forza agente su ciascuna carica.
b. Determinare il vettore campo elettrico ed il potenziale nel centro del quadrato.
c. Come cambia il risultato precedente se nei vertici del quadrato le cariche sono di segno
-6
2
alternato?
[F = 0,43·10 N; E = 0 N/C , V=2,5 ·10 V; V = 0 V]
18. L’atomo di idrogeno è costituito da un protone e un elettrone. Nello stato fondamentale l’elettrone
-10
descrive un’orbita circolare di raggio 0,50 ·10 m attorno al protone. Calcolare l’energia totale del
-18
sistema.
[- 2,3 ·10 J]
19. Un elettrone si sposta tra due punti A e B sotto l’azione di un campo elettrico. La velocità
dell’elettrone in A è nulla. La differenza di potenziale tra A e B e di 10 V. Calcolare la velocità
6
dell’elettrone in B.
[1,9 ·10 m/s]
20. Un elettrone a riposo in un tubo catodico viene accelerato da una differenza di potenziale di +
3
5,00·10 V.
a. Quanto vale la variazione di energia potenziale elettrica dell’elettrone?
-16
7
b. Quanto vale la velocità finale dell’elettrone?
[ - 8,0·10 J; 4,2·10 m/s
]
21. Un elettrone si sposta tra due punti A e B sotto l’azione di un campo elettrico. La sua energia cinetica
-16
aumenta di 7,45·10 J. Determinare la differenza di potenziale tra i punti A e B e quale dei due è a
3
potenziale maggiore.
[4,66 ·10 V; VB>VA]
-6
22. Una sfera metallica piena di raggio 3,0 m ha una carica di - 3,5·10 C. Quanto vale il campo elettrico
a distanza:
a. 0,15 m
b. 2,9 m
c. 3,1 m
d. 6,0 m
dal suo centro.
Come cambierebbero le risposte se il conduttore fosse invece un guscio sferico sottile?
3
2
[ 0 N/C; 0 N/C; 3,3·10 N/C; 8,76 ·10 N/C; nessun cambiamento]
23. Si considerino due superfici sferiche concentriche di raggi R1 = R ed R2 = 2R. Sia V il volume
compreso tra le due superfici. Un campo elettrico radiale uscente, il cui modulo vale E0, uguale in
tutti punti del volume V, viene realizzato mediante un’opportuna distribuzione di cariche superficiali e
volumetriche (nel volume V) in posizione fissata. Altrove il campo elettrico è nullo.
Una particella di massa m e carica q > 0, che interagisce con le cariche solo attraverso il campo
elettrico, viene lanciata con una certa velocità iniziale in direzione radiale, cioè puntando al centro
della distribuzione, da un punto esterno. Si osserva che la particella oltrepassa il centro della
distribuzione solo se la velocità iniziale è strettamente maggiore di un valore vmin.
a. Esprimere vmin in funzione dei dati del problema.
b. Se la particella viene lanciata con un’energia cinetica pari al doppio di quella corrispondente alla
velocità vmin definita sopra, in quanto tempo attraversa la distribuzione sferica? (Ovvero
percorre un diametro pari a 2R2)
c. Quanto vale la carica totale della distribuzione?
d. In quali punti la carica della distribuzione è positiva e in quali è negativa?
24. Un condensatore a piatti piani e paralleli operante in aria ha una capacità di 50pF. Se ciascuno dei
2
suoi piatti ha una capacità di 0.35 m qual è la loro distanza? Se la regione tra i piatti viene ora
riempita per metà della lunghezza dei piatti di materiale la cui costante dielettrica relativa è 5.6,
quanto vale la sua capacità?
2
25. Un condensatore a piatti piani paralleli ha area A = 5,56 cm e distanza d = 5,56 mm. Esso viene
riempito per metà della sua lunghezza da due dielettrici di costanti 7,0 e 12,0 rispettivamente ( la
parte più a destra ha costante dielettrica relativa 12,0). Quanto vale la sua capacità?
26. Un condensatore viene caricato con una differenza di potenziale V. Di che percentuale occorre
incrementare V per immagazzinarvi il 10% in più di energia?
6
3. Campo magnetico
Esercizi tratti dal tuo libro di testo: Cutnell – Johnson, Fisica.blu, vol. 2, Zanichelli
Pag. 644 domande: dalla n. 2 alla n. 5; test: dal n. 1 al n. 15. Pag. 646 n. 4, n.5, n.8, n. 11; pag. 647 n.
16, n. 17, n. 19, n. 21, n. 22, n. 25; pag. 648 n. 27, n. 28, n. 29, n. 30, n. 34; pag. 649 n. 36, n. 41, n. 44,
n. 46, n. 47; pag. 650 n. 50, n. 52, n. 54, n. 57, n. 59; pag. 651 n. 62, n. 63, n. 64. Quesiti: n. 2, n. 3, n. 4.
Olimpiadi della fisica: da n. 1 a n. 3.
1. Siano dati 4 fili lunghi e paralleli, disposti nei vertici di un quadrato di lato l = 2 dm. Si considerino le
seguenti disposizioni: tutti e 4 i fili sono percorsi da corrente uscente dal piano del foglio; solo 2 fili
adiacenti sono percorsi da corrente in verso concorde (uscente, uscente, entrante, entrante); i fili
siano percorsi da corrente in verso alterno (entrante, uscente, entrante, uscente). Calcolare il vettore
B nel centro del quadrato in corrispondenza alle disposizioni precedenti.
2. Due lunghi fili rettilinei e paralleli distano tra loro 8.0 cm e portano correnti pari a 3.6 mA e 3.0 mA,
entrambe uscenti dal foglio. Stabilire in quale punto dell’asse delle x il campo magnetico risultante è
nullo.
3. Determina il campo magnetico all’interno di un filo rettilineo infinito percorso da una corrente I.
4. Determina il campo magnetico generato da un conduttore cilindrico cavo di raggi a e b < a, percorso
da una corrente uniforme I. Che risultati ti aspetti per r = a, r = b e b = 0? Perché?
5. Un solenoide è lungo 1,23 m e ha un diametro interno di 3,55 m; esso è composto da 5 strati di 850
spire l’uno e vi scorre una corrente di 5,57 A.
(a) Determina il campo magnetico nel solenoide.
(b) Trova l’intensità della forza esercitata su una particella con carica 15,0 μC che si muove con
velocità v = 1015 m/s all’interno del solenoide con una direzione che forma un angolo di 15°,
rispetto al suo asse (l’angolo tra v e B è acuto).
6. Una spira conduttrice quadrata di lato 10 cm si trova nel piano xy. Una corrente di 10 A la percorre in
senso antiorario. Si applica una campo magnetico B diretto lungo l’asse delle x, di intensità 0,1 T.
a. Determina la forza risultante sulla spira, cosa puoi dedurre sull’equilibrio della spira?
b. Determina il momento meccanico risultante rispetto a O, cosa accade?
Cosa bisogna fare per ottenere un moto rotatorio continuo?
7. Quanto vale, per metro di lunghezza, il modulo della forza che agisce su un filo rettilineo percorso da
una corrente di intensità 8,4 A disposta perpendicolarmente ad un campo magnetico di 0,90 T?
Quanto varrebbe se l’angolo tra filo e campo fosse di 45°.
[7,6 N; 5,4 N]
8. La massima forza agente su un filo posto orizzontalmente tra le due espansioni polari di un magnete
-2
vale 6,50 · 10 N. La corrente scorre verso destra e il campo magnetico è diretto verticalmente.
All’instaurarsi della corrente il filo compie un “balzo” verso chi guarda.
a. L’espansione polare superiore è un Nord o un Sud?
b. Supponendo che il diametro delle espansioni polari sia di 10,0 cm e che il campo magnetico
abbia intensità 0,16 T quanto vale l’intensità di corrente nel filo?
c. Calcolare la forza agente sul filo se questo viene inclinato di 10° rispetto all’orizzontale.
-6
-2
[ SUD; 4,06 · 10 A; 6,4 · 10 N]
-27
9. Un atomo di elio doppiamente ionizzato, massa 6,6·10 kg, viene accelerato da una differenza di
potenziale di 2100 V .
a. Calcolare il raggio di curvatura della sua traiettoria nel caso in cui successivamente si muove in
un campo magnetico uniforme di intensità 0,34 T ortogonale alla sua velocità.
-3
-7
b. Quanto vale il periodo di rivoluzione?
[2,7 · 10 m; 3,8 10 s ]
--3
10. Una pallottola di 3,4·10 kg si muove alla velocità di 160 m/s ortogonalmente al campo magnetico
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terrestre (5,0 · 10 T). Calcolare la deflessione subita dalla pallottola dopo aver percorso 1,0·10 m,
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supponendo che la sua carica valga 13,5 · 10 C.
[ 6,2 ·10 m]
11. Tre conduttori rettilinei paralleli e di lunghezza infinita giacciono sullo stesso piano xy, con il
conduttore centrale che coincide con l’asse x. La distanza tra i conduttori contigui è d=10 cm. Il
conduttore centrale è attraversato da una corrente di 1,0= A nel verso delle x positive, mentre i due
conduttori laterali sono percorsi ciascuno da una corrente di 1,25 A nel verso opposto. Determinare:
a. il campo magnetico generato dai conduttori nel punto P1 di coordinate (0,2d,0).
b. il campo magnetico generato dai conduttori nel punto P2 di coordinate (0,0,2d).
c. La forza per unità di lunghezza agente sul conduttore centrale.
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[ Bz = -2,3 · 10 T; By = 1,0 · 10 T; 0]
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