Esercizio

MATERIA – FISICA

Supponi che dopo aver camminato su un pavimento

Supponi che dopo aver camminato su un pavimento

Categoria: FISICA |

Testo del Quesito:

Supponi che, dopo aver camminato su un pavimento coperto da un tappeto, tu allunghi la mano per afferrare il pomello della porta e che, poco prima di afferrarlo, a una distanza di 0,50 cm, una scintilla parta dal tuo dito e raggiunga il pomello. Calcola la minima tensione necessaria a generare la scintilla (la rigidità dielettrica dell’aria è 3,0 x 10^6 V/m).

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 supponiamo che dopo aver camminato su un pavimento coperto da un tappeto tocchiamo il pomello di una porta generando una scintilla. Sapendo che la rigidità elettrica è la massima intensità di campo che un dielettrico può sopportare prima di rompersi e conoscendo la relazione che lo lega alla variazione di potenziale, possiamo facilmente esprimere la minima tensione necessaria a generare la scintilla. A questo punto non ci resta altro che fare i calcoli.

Risoluzione dell’Esercizio:

So che la rigidità elettrica è la massima intensità di campo che un dielettrico può sopportare prima di rompersi. Sapendo che il campo elettrico è legato alla tensione dalle seguente relazione:

$$E=\frac{\Delta V}{d}$$

posso scrivere che la minima tensione è data da:

$$\Delta V=Ed=3,0\times10^6\frac{V}{m}\times$$

$$\times0,50\times10^{-2}m=1,5\times10^4V=15kV$$

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