[Risolto] Esercizio campo elettrico

La goccia d'olio tenderebbe a cadere a causa della forza di gravità se non ci fosse la forza elettrica a sostenerla, che quindi dev'essere diretta verso l'alto, in verso opposto alla forza peso.

Dato che l'armatura superiore ha carica positiva $Q=4 \times 10^{-7} C$ e deve attrarre a sé la goccia d'olio, questa dev'essere carica negativamente.

La forza peso è:

$ P = mg = 2.5 \times 10^{-7} kg * 9.81 m/s^2 = 24.5 \times 10^{-7} N$

(attenzione a trasformare i grammi in kg)

La forza elettrica deve avere lo stesso modulo della forza peso.

Il campo elettrico tra le due armature è:

$ E = \frac{\sigma}{\epsilon_0} = \frac{Q}{A*\epsilon_0} = \frac{4\times 10^{-7} C}{200 \times 10^{-4} m^2 * 8.85 \times 10^{-12} C^2/Nm^2} = 0.00056 \times 10^{9} N/C$

e dunque la carica è:

$ q = \frac{F}{E} = \frac{24.5 \times 10^{-7} N}{0.00056 \times 10^ {9} N/C} = 1.1 \times 10^{-12} C$ 

Noemi 

Per avere l'equilibrio la forza elettrostatica deve essere verso l'alto, quindi la carica della goccia deve essere negativa.

q * E = m * g;

F peso = 2,5 * 10^-7 kg * 9,8 = 2,45 * 10^-6 N;

q= m g / E;

E = sigma / εo, per il teorema di Gauss;

sigma = densità superficiale di carica:

sigma = Q / Area = 4 * 10^-7 / (0,200 m^2) = 2 * 10^-5 Q/m^2;

E = 2 * 10^-5 / (8,854 * 10^-12) = 2,26 * 10^6 N/C;

q = 2,45 * 10^-6 /( 2,26 * 10^6) = 1,08 * 10^-12 C; (in valore assoluto, senza segno).

q = - 1,1 * 10^-12 C; negativa.

Risposta 3).

Ciao @stanathan7