Fisica 2 (elettromagnetismo, correnti elettriche, onde elettromagnetiche)

Revisionato il 17/07/2026

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Appunti con alcune dimostrazioni ed esercizi su: elettromagnetismo (forze elettriche, principio di conservazione della carica, induzione, campo elettrico di alcuni oggetti, linee di campo, …

Esame Fisica 2

Facoltà Scienze matematiche fisiche e naturali

Dal corso del Prof. Ancillotto Francesco

Università Università degli Studi di Padova

A.A. 2022-2023

111 pagine

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Forze gravitazionali ed elettriche

Forza gravitazionale

ForzeF_g = ^{G M_A M_B}/_r² forza gravitazionale. G = 6,67 · 10^-11 ^{N m²}/_kg².

Forze elettriche

Isolanti: es. vetro, bachelite. Le forze possono essere attrattive o repulsive.

Cariche elettriche

Positivenegative.

Elettroscopio

Misura la quantità di carica. Le foglie di oro si aprono ad un certo angolo, dimostrando l'equilibrio tra forza repulsiva (elettrica) e attrattiva (gravitazionale).

Natura microscopica

Materia = nuclei + elettroni. Isolante: elettroni legati al nucleo. Conduttori - Metalli: elettroni liberi per il materiale (elettroni mobili).

e_m = 9,1 · 10^-31 kg, e ≈ -1,6 · 10^-19 C, p_m = 1,6 · 10^-27 kg, q_p = +e, q = n q_e = n q_p.

q carica macroscopica, principio di conservazione della carica. Le cariche (la somma algebrica delle cariche) si conserva. Normalmente tutti i corpi sono elettricamente neutri; la somma algebrica di carica positiva e negativa è pari a zero.

Forze

F = G _{M₁ M₂} / r² forza gravitazionale. G = 6,67 · 10^-11 N m² / kg².

Forze elettriche

Isolanti, es. vetro, bachelite, attrattive o repulsive.

Cariche elettriche

Positivenegative.

Elettroscopio

Misura la quantità di carica. Le foglie di oro si aprono ad un certo angolo, mostrando l'equilibrio tra forza repulsiva (elettrica) e attrattiva gravitazionale.

Natura microscopica

Materia = nuclei + elettroni. Isolante: elettroni legati al nucleo. Conduttori metallici: elettroni liberi per il materiale (elettroni mobili).

e^- m_e ≈ 9,1 · 10^-31 kg, e ≈ -1,6 · 10^-19 C, p_m ≈ 1,6 · 10^-27 kg, q _p = +e.

Principio di conservazione della carica. Le cariche (la somma algebrica delle cariche) si conserva. Normalmente tutti i corpi sono elettricamente neutri; la somma algebrica di carica positiva e negativa è pari a zero.

Induzione

Corpo carico avvicinato a corpo neutro non in contatto: trasferimento di carica dovuto a un fenomeno elettrico. Le forze elettriche non sono di contatto. Si può caricare un metallo attraverso induzione. Quando si stacca il collegamento, la carica si redistribuisce. Se la bacchetta ha segno opposto, il conduttore ha carica opposta.

Legge di Coulomb

F = K q₁q₂ / r², K = 9 · 10⁹ Nm² / C².

ε = permittività elettrica del vuoto = 8,85 · 10^-12 C² / Nm².

F = (F_x î + F_y ĵ), E = E_x î + E_y ĵ. Forza elettrica più forte di quella gravitazionale.

Esempi

Esempio 1.1

m₁ = e₁, m₂ = e₂, n = 1 mm, g = q² / (4π ε₀ r²), q = 2,56 × 10^-6 C.

N_L ≈ 10¹⁵ elettroni, N_A ≈ 10²³.

Esempio 2.2

x ≈ 0,53 × 10^-10 m.

F_g = G m_e M_w / r² = 3,6 × 10^-47 N, Fe = 1 / (4π ε₀ r²) e² = 8,2 × 10^-8 N.

Molto più intensa F₁ = 1F₀q₀Λ Forza di q esercita su q₀ (carica di prova).

Esempio 1.3

tgθ = sinθcosθ, R_es angolo piccolo, tg θ = θ.

Principio di sovrapposizione

F_- = F₁ + F₂ = F₃, F = Σ F_i, F₀^sF = q₀ Σ q_i4π ε₀ x_i².

Campo elettrico

Entità fisica indipendente dalla carica di prova [N/C]. Effetto della distribuzione di carica.

Esempio 1.5: Et = ? nel ce.

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