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Politecnico di Milano Fisica Sperimentale B+D a.a. 2013-2014 - Scuola di Ing. Ind. e dell’Inf. - Ind. Materiali e Nanotecnologie II appello - 11/09/2014 Giustificare le risposte e scrivere in modo chiaro e leggibile. Sostituire i valori numerici solo alla fine, dopo aver ricavato le espressioni letterali. Scrivere in stampatello nome, cognome, matricola e firmare ogni foglio. 1. Si consideri una carica q = 1 μC distribuita uniformemente su un’asta rettilinea di lunghezza d = 3 mm: a) calcolare la forza elettrica esercitata su una carica q 1 = 1 nC posta sull’asse mediano dell’asta nel punto distante y0 = 1 cm dall’asta. Si sposti ora la carica q 1, mantenendola sempre sull’asse mediano, ad una distanza y 2 = 12 cm: calcolare, usando l’approssimazione y2 >> d b) il lavoro esterno necessario per allontanare di L = 1 mm la carica q 1. [ 1 2200 0 qq 1F = = 88.9 mN2πε y d + 4y ; y >> d: 1 20 qq1F 4πε y  ; 1ext 022 qq 11W = -W = U = - = -619 nJ4πε yy + LD      ] 2. Enunciare e dimostrare il teorema di Ampere, utilizzandolo per risolvere l’esercizio seguente. Si consideri un filo rettilineo indefinito orizzontale percorso da una corrente I 1 = 3 A. Sopra di esso è sospeso un altro filo di materiale conduttore (densità ρ0 = 8920 kg/m 3, resistività ρ1 = 1.7·10 -8 Ωm) di lunghezza L = 50 cm e sezione circolare con diametro d = 0.1 mm, ai cui capi è applicata una differenza di potenziale ΔV: a) calcolare il potenziale ΔV affinché in condizione di equilibrio verticale il secondo filo sia distante x = 1 cm dal primo filo. [ 2 0 dm = ρ Lπ = 0.035 g4 ; 1 2 LR = ρ = 1.08 Ω dπ 4 ; 2 peso0 dF = mg = ρ Lπ g = 0.34 mN4 ; magn21F = ILB ; 01 1 μ IB = = 60 μT2x ; 01 01 ρρ LπgΔV = 2x = 12.4 Vμ I ] 3. Una spira circolare di raggio a = 5 cm è formata da un filo di sezione S = 1 mm…