Esercizi campo elettrico 2

Esercizi campo elettrico2

Una pallina di plastica di massa m=2.0 g è sospesa ad un filo di 2.0 cm di lunghezza in una regione in cui agisce un campo elettrico uniforme orizzontale di intensità E=1.0 10³ N/C, come mostrato in figura.

Se la pallina è in equilibrio, come mostrato in figura, per un angolo α=15°, qual è la carica della pallina?

(Risultato: q=5.25 10^-6 C)

Proiettiamo le forze

Lungo il filo ed ortogonalmente al filo.

Proiezione ortogonale

-mg sinα + qE cosα = F_⊥

Proiezione parallela al filo

-T+mg cosα + qE sinα = F_‖

Equilibrio della pallina

Affinché la pallina sia in equilibrio la proiezione ortogonale deve essere zero.

F_⊥ =0 => mg sinα = qE cosα => q =  mg E tanα = (2x10^-3kg) (9.8  m s²) tan15° = 5.25 10^-6 C

La tensione del filo

La tensione del filo vale:

T= mg cosα + qE sinα = 2•10^-3•9.8•cos15° + 5.25•10^-6•1.0•10³•sin15° == 18.83•10^-3 + 1.36•10^-3 = 20.3 N

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