Quanti elettroni si devono prelevare da un panno di lana
Categoria: FISICA |
Testo del Quesito:
Quanti elettroni si devono prelevare da un panno di lana elettricamente neutro per caricarlo di 0,1 μC ?
Introduzione all’Argomento:
L’elettrostatica è una disciplina che studia le cariche elettriche statiche (hanno grandezza e posizione invariabili nel tempo), generatrici del campo elettrico. Quest’ultimo è una grandezza vettoriale generata da una carica Q nello spazio. In particolare, esso si definisce come rapporto tra la forza di Coulomb esercitata da una carica Q su una carica di prova q e la carica q stessa. Si tratta di un argomento fondamentale nello studio della fisica, in quanto, insieme a quello magnetico, costituisce il campo elettromagnetico, responsabile dei fenomeni di interazione elettromagnetica. Introdotto da Michael Faraday per spiegare l’interazione tra due cariche poste ad una certa distanza, il campo elettrico si propaga alla stessa velocità della luce e, nel Sistema Internazionale, si misura in N/C (Newton / Coulomb).
Analisi dell’Esercizio:
In questo esercizio dobbiamo trovare quanti elettroni si devono prelevare da un panno di lana elettricamente neutro per dotarlo di una certa carica q. Togliendo elettroni, eliminiamo infatti particelle caricate negativamente, permettendo quindi all’oggetto di diventare elettricamente positivo. Per risolvere il quesito rapidamente dobbiamo inoltre ricordarci che il valore di una carica q è definito come il prodotto tra il numero di elettroni e la carica dell’elettrone stesso; pertanto basterà esplicitare quanto richiesto dal problema e sostituire poi i valori numerici all’interno della formula che abbiamo ricavato. Et Voilà, il gioco è fatto.
Risoluzione dell’Esercizio:
Sappiamo che $q$ deve essere un multiplo della carica elementare $e$:
$$q=Ne$$
da cui:
$$N=\frac{q}{e}=\frac{0,1\times10^{-6}C}{1,6\times10^{-19}C}=6,2\times10^{11}$$
Servirà dunque prelevare $6,2\times10^{11}$ elettroni dal panno di lana per caricarlo di $0,1\mu C$.
