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[Risolto] Chiarimento calcolo valore di una carica q

  

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Si abbiano due sferette conduttrici uguali, l'una $A$ fissa e l'altra $B$ mobile, di massa $m=2.3 \mathrm{~g}$, sospese nel vuoto mediante fili di lunghezza $/=12 \mathrm{~cm}$ ad un punto $\mathrm{O}$. Inizialmente le due sferette si toccano. Se si porta su ciascuna sferetta la carica $q$. la sferetta $B$ si allontana da $A$ e nella nuova posizione di equilibrio il filo di sospensione di $B$ forma un angolo $\alpha=60^{\circ}$ con quello di $A$. Calcolare il valore della carica $q$.

esercizio

Ho giusto 2 domande di pura impostazione goniometrica, intanto non ho capito perché devo moltiplicare per l (elle) anche mg, detto questo sapete scrivermi un chiarimento per quanto riguarda il seno e coseno utilizzati e perché uso alpha/2 in un coseno?

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Non ho capito la domanda, ti serve la soluzione alla traccia o il perché di quanto sta scritto sotto?
Ad ogni modo, ti propongo il bilancio delle forze da verificare, per fare in modo di trovare l'unico valore di q che soddisfa le condizioni del problema.

Per quanto riguarda quello che sta scritto, penso che forse si è presa la strada del bilancio energetico, ma non ho mai svolto esercizi di questo tipo ricorrendo al bilancio energetico: semplicemente perché esercizi di questo tipo richiedono lo studente a mettere in pratica la teoria riguardo la composizione delle forze. Le energie, non dovendole rappresentare su un grafico non essendo vettori, richiede una più semplice comprensione sicuramente, ma al tempo stesso richiede una conoscenza teorica sotto adhoc, che non verrà mai applicata per esercizi come questo. Poi liberi di fare come volete, ma se l'esercizio lo trovi (sicuramente questo lo troverai) nella sezione dedicata alla forza di Coulomb, allora svolgilo con la forza di Coulomb.

Fermo restando che anche l'altra strada può tornare utile. L'angolo viene diviso a metà in maniera molto simile al ragionamento che ho portato io nel mio svolgimento: quando scomponi la forza F_12 di Coulomb, per la geometria euclidea, l'angolo tra l'asse x "immaginario" e la forza F_12 deve valere 30°, in questo caso la metà di 60°.

test

Ah, e la soluzione riportata nel testo è scorretta. vale +/- 1.9*10^-7 (le cariche si respingono quando sono entrambe dello stesso segno)

@marco_luca grazie mille, gentilissimo e molto chiaro. 😊 



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elettrico

distanza r fra le cariche = L, il triangolo è equilatero.

La forza elettrostatica agisce lungo la congiungente le due cariche r.

Cariche dello stesso segno si respingono. Le cariche possono essere tutte e due positive o tutte due negative.

k q^2 / L^2 = (Forza peso lungo r) + (Tensione lungo r);

Forza peso lungo r;

Fpr = mgsen30°;

Ty = mg cos30°;

Tensione lungo r:

tan30° = Tr / Ty;

Tr = Ty * tan30° = mg cos30° * tan30° ;

k q^2 / L^2 = mgsen30° + mg cos30° * tan30° ;

k q^2 / L^2 = mgsen30° + mg cos30° * sen30° / cos30° = 2 mgsen30°

k q^2/ 0,12^2 = 2 mgsen30°;

kq^2/0,12^2 = 2 * 0,0023 * 9,8 * 0,5;

9 * 10^9 * q^2 /0,12^2 = 0,02254;

q = radicequadrata[0,02254 * 0,12^2 /(9 * 10^9)];

q = radicequadrata(3,606 * 10^-14) = + - 1,9 * 10^-7 C;

q = + - 0,19 microC.

Ciao.

 

 



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