Esercizio

MATERIA – FISICA

Quando una carica q = +6.2

Quando una carica q = +6.2

Categoria: FISICA |

Testo del Quesito:

Quando una carica q = +6.2 μC si muove lungo l’asse x dalla posizione x = 0 a x = 0,70 m, l’andamento del potenziale elettrico a cui è sottoposta è quello riportato nella figura. Determina la posizione o le posizioni assunte dalla carica quando l’energia potenziale è: a) 2,6 x 10^-5 J; b) 4,3 x 10^-5 J.

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 ci viene detto che quando una carica q = +6.2 μC si muove lungo l’asse x dalla posizione x = 0 a x = 0,70 m, l’andamento del potenziale elettrico a cui è sottoposta viene rappresentato in figura. Determiniamo il valore del potenziale nei casi che ci vengono sottoposti dal quesito tramite la relazione che lo lega all’energia potenziale. A questo punto andiamo a guardare sul grafico i valori di x corrispondenti a quanto abbiamo appena trovato.

Risoluzione dell’Esercizio:

So che energia potenziale e potenziale elettrico sono legati dalla seguente relazione:

$$V=\frac{U}{q}$$

Determino dunque il valore del potenziale nei due casi che mi vengono sottoposti:

$$V_A
=
\frac{U_A}{q}
=
\frac{2,6\times10^{-5}J}{6,2\times10^{-6}C}
=
4,2V$$

$$V_B
=
\frac{U_B}{q}
=
\frac{4,3\times10^{-5}J}{6,2\times10^{-6}C}
=
7,0V$$

Andando a guardare sul grafico i valori appena trovati noto che essi si hanno, rispettivamente, in corrispondenza (circa) di:

$$x_A\approx0,65m$$

$x_B
\approx
0,08m$, $x_B
\approx
0,42m$ e $x_B
\approx
0,62m$

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