Fisica 2 (parte 1) - Appunti

ELETTROSTATICA

Esistono 2 tipi di cariche, riconducibili ai

PROTONI q_p>0 e agli ELETTRONI q_p<0. Le

particelle possono attrarsi o respingersi grazie

all’acquisizione di una carica.

• + + -> si respingono
• + - -> si attraggono

Le proprietà elettriche si trasmettono; il primo a capirlo fu B. Franklin: molte osservò che l’attrazione elettrostatica, dipende dalla distanza.

La materia è organizzata in ATOMI. A sua volta l’ATOMO è formato da un nucleo di dimensione 10¹² m, immerso in una nuvola di elettroni. Il nucleo è formato da protoni + neutroni.

La CARICA è una GRANDEZZA FISICA, indicata

con il COULOMB (C):

• m_p = 1,7 • 10^-27 Kg
• m_e = 1/1800 m_p

Gli atomi sono oggetti NEUTRI; stappando elettroni possiamo indurre una carica alla materia.

Possiamo parlare di 2 TIPI DI MATERIALI:

ELETTROSTATICA

Esistono 2 tipi di cariche, riconducibili ai protoni q_p > 0 e agli elettroni q_p < 0. Le particelle possono attrarsi e respingersi grazie all'acquisizione di una carica.

• + + -> si respingono
• + - -> si attraggono

Le proprietá elettriche si trasmettono; il primo a capirlo fu B. Franklin, inoltre osservó che l'attrazione elettrostatica dipende dalla distanza. La materia è organizzata in atomi. A sua volta l'atomo è formato da un nucleo di dimensione 10^-12 m, immerso in una nuvola di elettroni. Il nucleo è formato da protoni + neutroni.

La carica è una grandezza fisica, indicata con il Coulomb (C):

• |q_e| = |q_p| = 1,6 · 10^-19 C
• m_p = 1,7 · 10^-27 Kg
• m_e = 1/1800 m_p

Gli atomi sono oggetti neutri; stappando elettroni, possiamo indurre una carica alla materia.

Possiamo parlare di 2 tipi di materiali:

Conduttori

Sono i metalli. In questo caso le cariche sono libere di muoversi e quindi è possibile riorganizzare la struttura.

F₁ > F₂ perché le cariche + e – sono più vicine.

Induzione elettrostatica

Mi permette di generare una polarizzazione della materia.

Dielettrici o isolanti

Le cariche non possono orientarsi liberamente.

Legge di Coulomb

q₁ e q₂ segno uguali (++) –> forza repulsiva

q₁ e q₂ segno diverso (+-) –> forza attrattiva

La forza gravitazionale è immediata e decade al quadrato della distanza:

F_g = G ^m₁m₂/_r²

ε₀ = 8,85 × 10^-12 C²/m²N –> costante dielettrica del vuoto

F_e = ¹/_4πε0 ^q2/_d² –> repulsiva

F_g = G ^m_pm_e/_d² –> attrattiva

^F_e/_Fg = ¹/_4πε0G ^q2/_mpme = 10³⁶

Da qui possiamo osservare che la forza elettrica, domina sulla forza gravitazionale.

Da qui si introduce la forza forte, tutte le forze hanno una lunga...

funzione della scala: forza elettrica -> scala microsc.forza gravitazionale -> scala macroforza forte -> scala microsc.

Campo Elettrico (E)

Ci permette di descrivere l'azione di una sola carica nello spazio.

Q

q -> carica test: mi permette di capire come Q altera lo spazio.F -> se q -> 0 allora q -> 0Q > 0,q > 0

Forza repulsiva:F = (1 / 4πε₀) (Qq / r²)

Voglio andare a scrivere una forza che non dipenda da q:

E = F / q = (1 / 4πε₀) (Q / r²) [N/C] [V0l/m]

Quindi il campo elettrico dipende solamente dalla sorgente Q.

Il campo elettrico decede all'aumentare della distanza “r”. -> q -> 0

Si può introdurre il concetto di linea di campo:Distribuzione radiale delle linee di campo

Q > 0 -> repulsiva

Il campo è maggiore laddove le linee di campo si accumulano e viceversa.Se Q < 0 -> attrattiva ->

Una volta caratterizzato il campo elettrico, posso conoscere la forza esercitata da qualsiasi carica (q) nella regione:

F = q E

Principio di sovrapposizione

F_t = ∑ F_i

F_t = ∑ q E_i

F_r / q = ∑ E_i

E_r = ∑ E_i -> quindi ho dimostrato che il campo elettrico totale è la risultante vettoriale dei singoli campi.

La traiettoria l è