Elettrostatica

Il campo elettrico è la forza che agisce su una carica. In formule

​E=F/q   campo elettrico

Il moto di una particella carica in un campo elettrico è in generale molto complesso; il problema risulta più semplice se il campo elettrico è uniforme, come quello che si trova tra due lastre piane che portano cariche uguali e opposte. In un campo elettrico E uniforme una carica q risente di una forza

F = q*E= costante.

 

Questa forza ha proprietà simili a quelle della forza-peso, che agisce su ciascun corpo in modo costante. 

Moto nella direzione del campo elettrico

Se una particella di carica q e massa m parte da ferma, oppure ha una velocità iniziale parallela alle linee del campo elettrico, il suo moto è analogo a quello di un corpo soggetto alla forza-peso, perché su di essa agisce un’accelerazione costante che, per la seconda legge della dinamica, vale

a=  F/ m = qE /m

Così:

■ se la sua velocità iniziale è nulla il suo moto è uniformemente accelerato con partenza da fermo, come quello di un sasso lasciato cadere;

■ se la sua velocità iniziale è rivolta nel verso opposto a quello della forza elettrica, il suo moto è simile a quello di un sasso lanciato verso l’alto: la velocità diminuisce fino ad annullarsi, poi la particella inverte il moto e da quel momento il valore della velocità aumenta in modo continuo;

■ se la sua velocità iniziale è rivolta nello stesso verso della forza, il moto della particella risulta analogo a quello di un sasso scagliato verso il basso.

Il campo elettrico

RISPOSTA MULTIPLA

 

1) Quale tra i seguenti materiali non è un conduttore?

a) Rame         b) Bronzo            c) Ferro               d) Porcellana

2) Come si misura la corrente elettrica?

a) Ampère     b) Hertz               c) Coulomb           d) Volt

3) Come è un segnale  alternato?

a) Un segnale costante  b) un segnale discontinuo   c) un segnale continuo  d) Un segnale minimo

4) Gli elettroni sono particelle subatomiche con carica:

a) Positiva     b) negativa     c) neutra            d) nessuna delle risposte precedenti

5) La carica di un elettrone si misura in:

a) Volt          b) Ampère              c) Coulomb              d) Joule

VERO FALSO

6) Gli elettroni sono particelle subatomiche con carica negative               ◊  Vero        ◊  Falso
7) I protoni e gli elettroni sono cariche che ruotano attorno al nucleo      ◊  Vero        ◊  Falso
8) Tra cariche di segno diverso esiste una forza di repulsione                  ◊  Vero        ◊  Falso
9) Un elettrone ha una carica di circa e=-1,602 x 10-19 C                             ◊  Vero        ◊  Falso
10) La differenza di potenziale esprime la capacità di un campo

elettrico di compiere lavoro                                                                                 ◊  Vero        ◊  Falso
11) Dove il potenziale elettrico è più elevato si associa un valore

positivo                                                                                                                    ◊  Vero        ◊  Falso
12) Gli elettroni tendono ad occupare sempre il livello energetico

libero più basso                                                                                                   ◊  Vero        ◊  Falso
13) La corrente elettrica è un flusso di cariche positive che passano  

dal potenziale più alto al potenziale più basso                                          ◊  Vero        ◊  Falso

14) I conduttori sono essenzialmente i metalli                                           ◊  Vero        ◊  Falso
15) In un conduttore, in assenza di campo elettrico, gli elettroni si

muovono in modo casuale                                                                                 ◊  Vero        ◊  Falso
16) Un Ampère è definito come l’unità della corrente                                  ◊  Vero        ◊  Falso
17) La frequenza di un segnale si misura in secondi                                  ◊  Vero        ◊  Falso
18) Il periodo di un segnale si misura in Hertz                                              ◊  Vero        ◊  Falso
19) La differenza di potenziale tra due punti è uguale al lavoro che

la forza del campo compie quando la carica di prova positiva q+ si

sposta da A a B, diviso la carica q+                                                             ◊  Vero        ◊  Falso

20) La forza di Coulomb è data da F=q1*q2/r                                           ◊  Vero        ◊  Falso

Un sasso che cade, un proiettile sparato da un fucile,un treno in marcia sono esempi di oggettti che si muovono. Anche un ventilatoreacceso si muove, nonostante sia appoggiato da qualche parte, per esempio su un tavolo.Una sua parte, le palette dell'elica, cambiano continuamente posizione.Possiamo allora dire che un oggetto si muove quando esso, o una sua parte, si sposta con il passare del tempo.

Definizione di traiettoria:

Si chiama traiettoria di un oggetto in movimento la linea che unisce tutte le posizioni attraverso le quali esso è passato. 

Ad esempio la linea disegnata su una lavagna è l'insieme delle posizioni attraverso le quali è passata la punta del gesso durante il suo movimento. Questa linea coincide con la traiettoria seguita dalla punta del gesso.

Definizione di sistema di riferimento:

Un sistema di riferimento è l'insieme di tutti gli oggetti rispetto ai quali il movimento avviene con le stesse caratteristiche.

Esempio: Fanno parte dello stesso sistema di riferimentodella stazione l'uomo in piedi, i binari, icavi e i tralicci dell'energia elettrica e, in generale, tutti gli altri oggetti rispetto ai quali il movimento del treno avviene alla stessa velocità.

Definizione di spazio tempo:

Lo spazio tempo è un ente matematico descritto da una coordinata temporale e da una o più coordinate spaziali.

La riflessione e la rifrazione della luce si possono spiegare utilmente supponendo che la luce si propaghi sotto forma di raggi rettilinei (ottica geometrica). Quando un raggio di luce che viaggia in un mezzo materiale trasparente - come, per esempio, l'aria - incontra una superficie di separazione con un altro mezzo trasparente - per esempio, l'acqua - si divide normalmente in due raggi: uno viene riflesso dalla superficie e l'altro entra nel secondo mezzo variando la sua direzione di propagazione, cioè viene rifratto . Quando la superficie incontrata è perfettamente riflettente, non si ha rifrazione e la luce viene completamente riflessa, seguendo le leggi della riflessione caratteristiche delle onde: l'angolo di incidenza, i, è uguale all'angolo di riflessione, r, e i due angoli giacciono sullo stesso piano, perpendicolare alla superficie riflettente.

La rifrazione è la deviazione che un raggio luminoso subisce nel passare da un mezzo trasparente a un altro, per la differenza della velocità di propagazione nei due mezzi (v. fig. 23.3). Se il primo è meno denso del secondo (per esempio l'aria rispetto all'acqua), il raggio di luce devia avvicinandosi alla perpendicolare alla superficie di separazione, mentre se il primo mezzo è più denso del secondo (l'acqua rispetto all'aria) il raggio devia allontanandosi dalla perpendicolare. Per questo motivo un bastoncino immerso nell'acqua sembra spezzato.

Si definisce indice di rifrazione assoluto di una sostanza il rapporto, n, fra la velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce in quella sostanza.

La legge della rifrazione stabilisce che l'angolo di incidenza e l'angolo di rifrazione giacciono sullo stesso piano e sono legati tra loro dalla relazione:

n1 sen i = n2 sen r

dove n1 e n2 sono gli indici di rifrazione assoluti dei due mezzi.