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[Risolto] Problema sul campo elettrico

  

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In allegato la foto del problema, buona giornata a tutti!

Due piastre molto estese sono caricate uniformemente con cariche di segno opposto in modo tale che la densità superficiale di carica sia, in valore assoluto, pari a $\sigma=3,50 \cdot 10^{-6} C / m ^2$. Un corpuscolo puntiforme di carica 4,00 $\mu C$ e massa 2,00 mg viene lanciato con una velocità di modulo pari a $1,50 \cdot 10^4 m / s$ dalla piastra negativa lungo una direzione inclinata di 15,0" rispetto alla piastra stessa. Determina a quale distanza dal punto di lancio il corpuscolo impatta nuovamente sulla piastra negativa.

IMG 20230707 120520

Soluzione:

d = 9,49 * 10^-3 m

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2 Risposte



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La lamina negativa è sotto?

il corpuscolo positivo viene lanciato da sotto, verso la lamina positiva sopra? Perché non spieghi meglio?

F peso = m * g ; verso il basso;

m = 2,00 mg = 2,00 * 10^-6 kg;

F peso = 2,00 * 10^-6 * 9,81 = 1,96 * 10^-5 N,  (asse y)

Felettrostatica = q * E; verso il basso se la lamina positiva è sopra. (Asse y)

Le due forze si sommano, sono entrambe verso il basso.

E = σ / εo = 3,50 * 10^-6 / (8,854 * 10^-12) = 3,95 *10^5 N/C;

F elettrostatica = 4,00 * 10^-6 * 3,95 * 10^5 = 1,58 N; (asse y)

La forza peso è molto più piccola della forza Elettrostatica,

F risultante = 1,96 * 10^-5 + 1,58 = 1,58 N verso il basso;

ay = F ris / m =  - 1,58 /(2,00 * 10^-6 );

ay = - 7,90 * 10^5 m/s; accelerazione verticale verso il basso.

Il corpo viene lanciato con angolo 15°; sale e avanza e poi scende, percorre una parabola, come una palla lanciata con un angolo di lancio nel campo gravitazionale.

vox = 1,5 * 10^4 * cos15° = 1,45 * 10^4 m/s; velocità orizzontale,

voy = 1,5 * 10^4 * sen15° = 3,88 * 10^3 m/s; velocità verticale;

vy = a * t + voy;

Possiamo trovare il tempo di salita e poi il tempo totale del moto (tempo di volo), che è il doppio del tempo di salita.

Nel punto più alto della parabola vy = 0 m/s, (poi riprende verso il basso).

a * t + voy = 0;

t = - voy / a = - 3,88 * 10^3 /(- 7,90 * 10^5) = 4,91 * 10^-3  s; (tempo di salita)

tempo di volo = 2 * 4,91 * 10^-3 = 9,82 * 10^-3 s;

spostamento orizzontale: moto uniforme ; x = vox * t;

Spostamento massimo: punto di caduta sulla lamina negativa.

x = vox * (tempo di volo);

x = 1,45 * 10^4 * 9,82 * 10^-3 = 142 m.

carica parab

Io ho capito così.

Non ho capito? Ma sono piastre molto estese, forse il mio risultato è corretto.

Ciao @diego_guerini 

 

 

 



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E = sigma/eps0   --->  E = ~ 3.5*10^-6 /(8.8542 * 10^-12) = 395292.62948657136 V/m

Fe = q*E = ~ 4*10^-6*395292.629... = 1.58117... = ~ 1.58 N diretta verso il basso come E

Ftot = Fe + m*g = ~ 1.58 + 0.002 *9.8 = 1.5996  = ~ 1.6 N 

vx = vo*cos15°  =  1.5*10^4 *cos15° = ~ 14488.9 m/s

che resta costante in assenza di attrito.

voy = vo* sen15° = 1.5*10^4 *sen15° = ~ 3882.29 m/s

gittata ... 

x = vo²*sen(2*15°)/ay = ~ (1.5*10^4 )^2* 0.5/ (1.6/0.002) = ~ 140625 m   ????

.... mentre 

(1.5*10^4 )^1* 0.5/ (1.6/0.002) = 9.375



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