Esercizi conduttori con soluzioni

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Esercitazione 16: conduttori 1. Due molecole d’acqua, aventi momento di dipolo p = 6.3 10-­‐30 Cm, sono allineate e distano x = 10-­‐9 m. Calcolare : • L’energia elettrostatica del sistema; • La forza con cui i due dipoli interagiscono. 2. Una carica puntiforme Q viene posta al centro di della cavità di un conduttore sferico di raggio interno R1 ed sterno R2, isolato ed inizialmente scarico. Detta r la distanza dal centro del conduttore sferico calcolare il campo elettrico ed il potenziale in tutto lo spazio. Cosa cambia nel caso in cui la carica Q sia posta in un punto generico interno alla cavità del conduttore? 3. Due armature metalliche sferiche concentriche di raggi R1= 20 cm e R2= 30 cm (spessore trascurabile) hanno carica uguale in valore assoluto ma opposta pari a |Q1|= |Q2|= 10-­‐8 C. Una particella di massa m = 1.672 × 10-­‐27 kg e carica q = 1.6 × 10-­‐19 C ruota uniformemente su un’orbita circolare di raggio r = 25 cm, compresa tra le due armature sferiche. a. Quale delle due armature deve avere necessariamente carica positiva? b. Si calcoli il campo elettrico in tutti i punti dello spazio. c. Calcolare la velocità angolare di rotazione della particella nella sua orbita. 4. Due sfere conduttrici S1 e S2 rispettivamente di raggi a1 e a2 sono poste a distanza molto grande rispetto a a1 e a2 e sono unite da un filo conduttore. La carica complessiva del sistema vale Q. Q1 è la carica presente sulla superficie di S1 ed ha una distribuzione uniforme σ1; Q2 è la carica presente sulla superficie di S2 con distribuzione uniforme σ2. Si trascuri la carica che si trova sul filo. Determinare i valori delle due cariche Q1 e Q2 . 1. Lungo l'asse del dipolo il campo elettrico ha la seguente espressione: E= 2p 4訍訂0r3觟uasse Ue=−pƃE=−pƃ2p 4訍訂0x3=−7,14x10−22J F=dW dr=−dUe…