Un uccello si posa su di un filo di rame scoperto
Categoria: FISICA |
Testo del Quesito:
Un uccello si posa su di un filo di rame scoperto percorso da una corrente di 32 A. Il filo è un calibro 8, cioè l’area della sua sezione è 0,13 cm2.
1. Calcola la differenza di potenziale tra le due zampe dell’uccello, assumendo che siano a una distanza di 6,0 cm.
2. La differenza di potenziale sarebbe maggiore o minore se la distanza tra le zampe dell’uccello aumentasse? Giustifica la risposta.
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 vi è un uccello che si posa su di un filo di rame scoperto percorso da una corrente di 32 A. Sfruttando le due leggi di Ohm, e facendo delle opportune sostituzioni, possiamo calcolare la differenza di potenziale in funzione della lunghezza del filo. Analizzando la formula risolutiva osserviamo che differenza di potenziale e distanza tra le zampe dell’uccello sono, a parità di altre grandezze, direttamente proporzionali. Dunque, se la distanza tra le zampe dell’uccello aumentasse, la differenza di potenziale sarebbe maggiore.
Risoluzione dell’Esercizio:
Determino la resistenza del filo applicando la seconda legge di Ohm:
$$R=\rho\frac{l}{A}$$
Sostituendo quanto scritto sopra nella prima legge di Ohm, ottengo che:
$$V=IR=I\rho\frac{l}{A}
=$$
$$32A\times1,72\times10^{-8}\Omega\cdot m\times\frac{0,06m}{0,13\times10^{-4}m^2}$$
$$=
2,5\times10^{-3}V
=
2,5mV$$
Analizzando la formula risolutiva osservo che differenza di potenziale e distanza tra le zampe dell’uccello sono, a parità di altre grandezze, direttamente proporzionali. Dunque, se la distanza tra le zampe dell’uccello aumentasse, la differenza di potenziale sarebbe maggiore.
