Esercizi Coulomb e Cariche

Problemi di cariche elettriche

Forza elettrica tra due cariche puntiformi

Due cariche puntiformi A e B, rispettivamente di 9,0*10^-4 C e -2,5*10^-4 C, sono disposte nel vuoto alla distanza di 45 m l'una dall'altra. Quanto vale l'intensità della forza elettrica agente su B?

F = KQ1Q2 / R² = 9x10⁹ x 9x10^-4 x(- 2,5x 10^-4 / 45² = - 2025/2025 = - 1 N

Il segno - vuol dire che la forza è attrattiva, le cariche sono di segno opposto.

Forza tra due sfere metalliche

Due piccole sfere metalliche A e B hanno rispettivamente una carica elettrica pari a 4*10^-5 C e -2*10^-5 C. Se la forza che B esercita su A è uguale a 10 N, quanto vale la forza che A esercita su B?

Uguale e contraria in verso, cioè -10 N.

Esercizi sulla ripartizione della carica elettrica

Carica di una bacchetta di vetro

Una bacchetta di vetro elettrizzata per strofinio con un maglione di lana acquista una carica positiva pari a 1,6*10^-7 C. Qual è il valore della carica del maglione? Qual è l'ordine di grandezza del numero di elettroni strappati al vetro?

• È la stessa carica, ma col segno negativo: - 1,6 * 10^-7 C.
• Dato che un elettrone ha una carica di - 1,6 * 10^-19 C, il numero di elettroni è 1,6 * 10^-7 / 1,6 * 10^-19 = 10¹² elettroni.

Cariche dopo il contatto di bacchette metalliche

Due bacchette metalliche cariche, A e B, vengono messe a contatto. Sapendo che sono identiche e che dopo il contatto A ha una carica uguale a 3*10^-6 C, qual è il valore di B dopo il contatto?

Essendo le bacchette identiche, la carica si ripartisce equamente, per cui B ha la stessa carica di A, ovvero 3 * 10^-6 C.

Carica di una sfera metallica

Una sfera metallica A, dopo il contatto con un'identica sfera B di carica elettrica di 3*10^-6 C, ha una carica di -2*10^-6 C. Qual è il valore della carica di A prima del contatto? E quello di B dopo il contatto?

Per quanto detto al punto precedente, la carica di B dopo il contatto è uguale alla carica di A, ossia -2*10^-6 C, per una carica totale delle due sfere pari a - 4*10^-6 C. Per la legge di conservazione della carica elettrica, questa era la carica totale anche prima del contatto, per cui detta Qa la carica iniziale di A deve essere

Qa + 3 * 10^-6 = - 4 * 10^-6

da cui Qa = - 7 * 10^-6 C

Numero di elettroni per una data carica

Quanti elettroni sono necessari per ottenere la carica di -3,2 μC?

- 3,2 * 10^-6 / - 1,6 * 10^-19 = 2 * 10¹³ elettroni

Calcolo della seconda carica con la legge di Coulomb

Coulomb - Una sfera di carica -6.3x10^-3 C viene attratta con una forza di 1500 N da un'altra carica posta a 7.0 cm di distanza. Quanto vale la seconda carica? (il risultato dev’essere 1.3x10^-7 C)

La legge di Coulomb ci dice che due cariche si attirano con una forza in modulo pari a Fc = K [q₁ q₂] / d², con K indicante la costante di Coulomb.

Nota la forza di Coulomb, la distanza tra le cariche e la prima carica, possiamo ricavare la seconda carica.