Fisica aiuto

Svolgo a mano

1) Su un piano di superficie S=600cm² viene accumulata una carica Q=-3nC

a) Calcola il campo elettrico in prossimità del piano e in un punto a 1 km di distanza da esso, motivando le approssimazioni utilizzate.

b) Successivamente, poco sopra il piano, viene collocato un corpo di massa m e carica di modulo q=800μC, Calcola il segno della carica e la massa del corpo affinché questo sia in equilibrio

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a)

con l'approssimazione di piano con S=oo

... e con qp = |Q|

E = |sigma|/(2*eps0) = (qp/S)/(2eps0) = (3*10^-9/(600*10^-4) /(2*8.8542*10^-12)) = 2823.51878...= ~ 2823.5 N/C

a') 

essendo S = 600 *10^-4  --->   sqrt(S) = sqrt(600*10^-4) = 0.2449... =~ 0.25 m <<1000 m

sarà piccola la |Q| = qp rispetto a 1 km per cui considerando qp "come puntiforme" si ottiene:

E' = k*qp/1000^2 = 9*10^9*3*10^-9/1000^2 = 27*10^-6 N/C

b)

... all'equilibrio è , con q<0

P = m*g =| q|*E = ~800*10^-6*2823.5 =~ 2.2588 N

m = P / g =|q|*E/g = ~2.2588/9.81 = ~ 0.23 kg