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[Risolto] Fisica circuiti

  

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Nel circuito in figura $V=12 V , R_1=10 \Omega, R_2=20 \Omega, R_3=30 \Omega$, $R_4=60 \Omega$ e il condensatore $C$ ha armature piane e parallele distanti $d=8 mm$. (a) Trovare la d.d.p. $V_C$ tra le armature del condensatore. (b) Trovare il campo elettrico nel condensatore. (c) Al centro del condensatore c'è una particella di carica negativa $q=-10^{-8} C$ e massa $m=10^{-6} kg$ : senza trascurare la forza peso, determinare intensità, direzione e verso della accelerazione della particella.

 

Gentilmente, mi potete aiutare come si risolve questo problema?

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R234 = R2+R3//R4 = 20+(30*60)/90 = 40 ohm 

Vc = 12*R234/(R1+R234) = 12*40/50 = 9,60 V (C carico è un circuito aperto)

campo elettrico E = Vc/d = 9,6*1000/8 = 9,6*125 = 1.200 V/m (N/Co)

forza F = Q*E  = -10^-8 Co * 1,2*10^3 N/Co = -1,2*10^-5 N 

forza peso Fp = -9,806*10^-6 N = -0,9806*10^-5 N 

Facc = F+Fp = -2,18*10^-5 N (armature del condensatore parallele al suolo)

accelerazione a = Facc/m =  -2,18*10^-5*10^6 = -21,8 m/sec^2 (down)

@remanzini_rinaldo perché down? Che cosa è N/Co? non mi sembra che i tuoi calcoli siano giusti. Sbaglio io? Ciao.

@ mg : il campo elettrico E è Newton/Coulomb che moltiplicato per la carica Q in Coulomb da luogo alla forza F in Newton. 

@remanzini_rinaldo  si scrive N/C. Non mi dici perché down  e non mi spieghi. Le forze sono in verso opposto, perché le sommi?



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R3 ed R4 sono in parallelo,

1/Rp = 1/R3 + 1/R4) = 1/30 + 1/60 = 0,05;

Rp = 1/0,05 = 20 Ohm;

R1, R2 ed Rp sono in serie;

Re = 10 + 20 + 20 = 50 Ohm;

intensità di corrente che circola nel circuito:

i = V / Re = 12 / 50 = 0,24 A;

differenza di potenziale  V2p  nel ramo di  R2 + Rp = 20+20 = 40 Ohm;

Delta V2p = 40 * 0,24 = 9,6 V (d.d.p. che si instaura ai capi del condensatore);

d = 8 mm = 0,008 m;

E = V/d = 9,6 / 0,008 = 1200 V/m; (campo fra le armature);

particella:

m = 10^-6 kg;

F peso = m * g = 10^-6 * 9,8 = 9,8 * 10^-6 N verso il basso;

q = - 10^-8 C; carica negativa, va verso la lamina positiva che è in alto;

Forza del campo elettrico:

Fe = q * E = - 10^-8 * 1200 = - 1,2 *10^-5 N verso l'alto;

Fe = - 12 * 10^-6 N, verso l'alto.

|Fe|> |F peso|; la particella accelera verso l'alto;

Le due forze hanno verso contrario, hanno segno opposto

F risultante = Fe + Fpeso = - 12 *10^-6 + 9,8 * 10^-6 ;

F ris = - 2,2 * 10^-6 N; forza verso l'alto;

a = |F ris| / m = 2,2 * 10^-6 / 10^-6 = 2,2 m/s^2 verso l'alto;

la carica accelera verso la lamina positiva.

Ciao @donato_corbacio

Non sono d'accordo con Remanzini Rinaldo

 

@mg Ora mi avete messo in difficoltà, quindi la forza risultante finale è un valore assoluto?

@mg forse ho capito la forza peso non è negativa però non ho capito quella Forza risultante come valore assoluto e l'accelerazione esce positiva.

donato_corbacio   la forza elettrostatica viene negativa perché la carica è negativa. La carica si muove in verso contrario alle linee del campo E che vanno dal + verso il -.  Quando si fanno i calcoli bisogna considerare in che verso sono le forze. Io ho tolto il segno - per trovare il modulo dell'accelerazione. Puoi tenere anche il segno - però ricorda che la carica negativa si muove verso l'alto, verso la lamina +.

Il peso è verso il basso, la forza elettrica verso l'alto.

 

@mg ok adesso ho capito, grazie



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SOS Matematica

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