[Risolto] Elettrostatica

Campo fra le armature del condensatore:

E = σ / εo = 4,08 * 10^-6 / (8,854 * 10^-12) = 4,61 * 10^5 N/C; verso il basso;

le linee di forza del campo E vanno dalla lamina superiore positiva verso la inferiore negativa.

La forza agente sulla carica è rivolta verso il basso, quindi la carica viene frenata nella salita.

F = q * E = 2,47 * 10^-6 * 4,61 * 10^5 = 1,14 N; verso il basso.

accelerazione verso il basso:

a = F / m = - 1,14 /(0,151 * 10^-3) = -7,55 * 10^3 m/s^2;

vox =12,3 * cos44,4° = 8,79 m/s; v orizzontale costante;

voy = 12,3 * sen44,4° = 8,61 m/s, velocità iniziale verticale verso l'alto;

vy = a * t + voy;

vy = -7,55 * 10^3 * t + 8,61;

Nel punto più alto della traiettoria parabolica vy = 0;

tempo di salita nel punto più alto:

-7,55 * 10^3 * t + 8,61 = 0;

t = 8,61 / (7,55 * 10^3) = 1,14 * 10^-3 s;

y max = 1/2 a t^2 + voy * t;

y max = 1/2 * (-7,55 * 10^3 ) * (1,14 * 10^-3)^2 + 8,61 * (1,14 * 10^-3);

y max = - 4,91 * 10^-3 + 9,82 * 10^-3;

y max = 4,91 * 10^-3 m = 4,91 mm. 

Si può fare anche con il teorema dell'energia cinetica:

F * y max  = 1/2 m (vy)^2 - 1/2 m (voy)^2;

vy = 0;

F * y max = - 1/2 m (voy)^2;

F = - 1,14 N; frenante, negativa;

y max = [- 1/2 m (voy)^2] / F;

y max = - [1/2 *  (0,151 * 10^-3) * 8,61^2] / [- 1,14];

y max = 4,91 * 10^-3 m.

Ciao @elisa_