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[Risolto] ESERCIZIO DI FISICA

  

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Una calotta semisferica di materiale isolante di raggio $\mathrm{R}$ ha una distribuzione di carica superficiale uniforme $\sigma$. Calcolare il potenziale nel centro $\mathrm{O}$ della calotta; Una particella (carica $\mathrm{q}$, massa $\mathrm{m}$ ) viene lanciata con velocità iniziale vo da una grande distanza verso la distribuzione di carica lungo l'asse di simmetria del sistema ed arriva nel punto $\mathrm{O}$ ferma ( $\mathrm{v}=0$ ). Si calcoli il valore della carica q.
$$
\left[\epsilon_0=8,85 \cdot 10^{-12} \frac{\mathrm{C}^2}{\mathrm{~N} \cdot \mathrm{m}^2} ; \sigma=4 \mu \mathrm{Cm}^{-2} ; \mathrm{R}=2 \mathrm{~cm} ; \mathrm{m}=4 \times 10^{-15} \mathrm{~kg} ; v_0=3 \times 10^6 \mathrm{~ms}^{-1}\right]
$$

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Il potenziale elettrico $V$ al centro topologico semisferico, di raggio $R$, è dato dalla relazione

\[V = \frac{\sigma R}{2\epsilon_0} \quad \text{t.c. sostituendo i valori} \quad V \approx 4,52 \cdot 10^3\: V\,.\]

La particella viene lanciata con velocità iniziale $v_0$ da una distanza non banale e si ferma nel punto $O \mid v = 0$. Allora

\[K_i = \frac{1}{2}mv_0^2 = U_O = qV \implies \frac{1}{2}mv_0^2 = qV \iff q = \frac{m v_0^2}{2V} \approx 1,59 \cdot 10^{-5}\: C\,.\]

 

@enrico_bufacchi Grazie mille! Un piccolo chiarimento: nell'ultima richiesta potremmo dire che il potenziale nel punto di partenza della particella tende a zero poichè la distanza è molto grande e quindi considerare l'energia potenziale in quel punto nulla?



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SOS Matematica

4.6
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