Concetti Chiave
- L'esercizio esplora l'interazione tra forza elastica e forza elettrica su una molla con due cariche agli estremi.
- La forza elettrica tra le cariche è calcolata usando la formula: F_E = k_0 * (q_1 q_2) / r^2.
- La forza elastica segue la Legge di Hooke: F_e = k * Δx, con k come costante elastica e Δx l'allungamento.
- La molla, immersa in olio con costante dielettrica 2,2, si allunga a causa della repulsione elettrica fino a 79,0 cm.
- Determinata la lunghezza della molla a riposo nell'olio, risulta essere 0,77 m, sottraendo l'allungamento di 0,019 m dalla lunghezza finale.
In questo appunto vedremo un esercizio che concilia due tipi di forze: forza elastica e forza elettrica. Studieremo infatti come interagiscono tali forze e trarremo delle conclusioni basate sui dati del problema. Ricordiamo intanto che la forza elettrica agente tra due cariche
Testo dell'esercizio
Due cariche di valoreLa sua lunghezza dopo l'allungamento dovuto alla repulsione delle cariche risulta
Determina la lunghezza della molla a riposo nell'olio.
Svolgimento dell'esercizio
Poiché abbiamo due cariche agli estremi della molla che sono responsabili del suo allungamento, sappiamo che la forza elastica uguale a quella elettrostatica, dato che siamo in una situazione di equilibrio statico, cioèPossiamo eguagliare le due forze e ricavare il valore dell'allungamento della molla:
Domande da interrogazione
- Qual è la relazione tra forza elastica e forza elettrica in questo esercizio?
- Come si calcola l'allungamento della molla dovuto alla repulsione delle cariche?
- Qual è la lunghezza a riposo della molla nell'olio?
In questo esercizio, la forza elastica è uguale alla forza elettrica poiché si tratta di una situazione di equilibrio statico, quindi [math] F_E = F_e [/math].
L'allungamento della molla si calcola eguagliando le forze e usando la formula [math] \Delta s = \frac{k_0 \cdot Q^2}{\varepsilon_r \cdot d^2 \cdot k} [/math], che risulta in [math] 0,019 m [/math].
La lunghezza a riposo della molla nell'olio è [math] 0,77 m [/math], calcolata sottraendo l'allungamento dalla lunghezza finale: [math] l_r = 0,79 - 0,019 [/math].
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
