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Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A. 2001-02 1 Forza elettrica Cariche elettriche puntiformi in quiete Legge di Coulomb F = componente di F.

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1 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Forza elettrica Cariche elettriche puntiformi in quiete Legge di Coulomb F = componente di F lungo r: q 1 (+) q 2 (+) F(+) (repulsiva) q 1 (-) q 2 (-) F(+) (repulsiva) q 1 (+) q 2 (-) F(-) (attrattiva) q 1 (-) q 2 (+) F(-) (attrattiva) Costante di proporzionalità c = velocità della luce nel vuoto = m s -1

2 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Unità di misura e costante dielettrica Unità di misura della carica elettrica nel sistema SI: coulomb (C) q 1 = q 2 = 1 C r = 1 m C stante dielettrica del vuoto Legge di Coulomb (nel vuoto)

3 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Legge di Coulomb espressione vettoriale è un versore = vettore di modulo = 1, senza dimensioni, parallelo a r Osservazioni: 1. 0 dipende dal mezzo F dipende dal mezzo. 2. Esponente 2 di r : precisione 1/10 9.

4 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Principio di sovrapposizione Risultante delle forze applicate a q Vettorialmente si ha:

5 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Campo elettrico in P esiste un campo elettrico E tale che la forza sulla carica puntiforme q è data da: Unità di misura nel SI: newton/coulomb (NC -1 = Vm -1 ) Campo generato in P dalla carica puntiforme q 1 E è tangente in ogni punto alla linea di forza (di campo)

6 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Esempi di campo elettrico (1/2) Carica puntiforme - Campo radiale Piano indefinito Campo uniforme

7 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Esempi di campo elettrico (2/2) Due cariche elettriche positive Dipolo elettrico

8 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Campo prodotto da distribuzioni di cariche Distribuzione discreta N cariche puntiformi Per ognuna Principio di sovrapposizione Campo elettrico risultante: Campo Elettrostatico (Unità di misura: NC -1, Vm -1 ) Esempi di valori di campi elettrostatici (V/m) -Campo creato dal protone dell'atomo di idrogeno alla distanza di un raggio di Bohr In una membrana cellulare In un acceleratore di particelle In un tubo televisivo Campo elettrico terrestre10 2 -Nei metalli0

9 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Il campo del dipolo elettrico Il campo vale E=E (+) -E (-) dove Pertanto si ha I denominatori possono essere sviluppati così: Sotto lipotesi di grande distanza (cioè d<

10 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Carica lineare dove La carica dq genera in P dE Tenuto conto che Lintegrale del campo esteso ad ogni carica dq dà: Da cui: Campo elettrico di un anello carico

11 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Allinterno del disco lareola dA contiene dove e La carica dq genera in P dE (vedi anello, con e dE, r R e Q dq) Integrando, si ha: cioè: Si noti: (campo elettrico per un piano infinito o a distanza infinitesima da un corpo carico) Campo elettrico di un disco carico

12 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Moto di una particella carica in E FeFe v0v0 y x Lungo lasse x Forze agenti: F x =0 Accelerazioni: a x =F x /m e =0 Velocità:v x =v 0x +a x t=v 0 =cost Spostamento:x=v x0 t moto uniforme Lungo lasse y Forze agenti: F y =eE (e<0) Accelerazioni: a y =F y /m e =eE/m e 0 Velocità:v y =v 0y +a y t= eEt/m e Spostamento:y=v y0 t+a y t 2 /2= eEt 2 /(2m e ) moto uniformemente accelerato Equazione del moto: (parabola)

13 Lezione n. 2Corso di Fisica B, C.S.Chimica, A.A Lesperienza di Millikan In assenza di campo elettrico Moto di caduta libera F p =forza peso= F A =forza di attrito= (Stokes) S=spinta di Archimede= Equazione del moto F p =F A +S In presenza di campo elettrico La particella rimane ferma sotto lequilibrio tra forza peso e forza elettrostatica F e F e =forza elettrostatica=eE Equazione del moto F p =F e FpFp FAFA S FpFp FeFe E


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