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Problema fisica cariche elettriche

  

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Due cariche puntiformi poste ad una certa distanza si attraggono con una forza di 9, 7 𝑁 . Una lastra di materiale dielettrico di spessore pari a metà della distanza ed estensione trasversale infinita viene poi interposta fra le due cariche, ortogonale alle loro congiungente ed equidistante fra le due. Se la costante dielettrica relativa del materiale vale 3, quanto vale adesso la forza attrattiva fra le due cariche?

Risultato 9,70 N.

Buongiorno, qualcuno potrebbe spiegarmi come mai la forza rimane uguale?

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@mattw03 dopo 2 anni! Ciao

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 Quando il dielettrico copre solo una parte della distanza, il campo elettrico viene schermato solo in quel tratto e diminuisce.

F = ko * q^2  /[(r vuoto) + (r diel) * radice( εr)]^2;  (1)

Nel vuoto = Fo = ko q^2 / r^2;

r vuoto = d/2;

r con dielettrico = d/2;

distanza equivalente al vuoto = r diel * radice(3);

La formula (1) contiene una distanza equivalente che tiene conto della minore polarizzazione del mezzo;

distanza equivalente al vuoto = r diel * radice(3);

Fo = 9,7 N;

F1 / Fo = [d^2] / [d/2 + d/2 *radice(3)]^2; si semplifica d;

F1 = Fo * 2^2 / [1 + radice(3)]^2;

 

F1 = 9,7 * 4 / (2,732)^2 = 9,7 * 4 / 7,464;

F1 = 9,7 * 0,536 = 5,2 N.

Non può rimanere uguale. Diminuisce.

Se il dielettrico occupasse tutta la distanza la forza diventerebbe:

F = Fo / εr = 9,7 / 3 = 3,32 N.

 

La forza totale è minore rispetto al caso di vuoto totale, ma maggiore rispetto al caso in cui il dielettrico occupi tutto lo spazio.Il dielettrico "allontana" virtualmente le cariche dal punto di vista dell'interazione elettrica perché si polarizza.

@mattw03 ciao. 



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