La legge di Coulomb (256021)

[ele.xs]

1) Un corpo possiede una carica q=10^10 C. Quanti elettroni sono necessari per neutralizzare completamente la sua carica ?

2) Una particella alfa è costituita da due protoni e due neutroni. Qual'è la sua carica totale? E qual'è la carica totale dell'atomo di elio, ossia del suo nucleo e dei due elettroni orbitanti?

3) Una carica elettrica puntiforme di 3x10^-8 C ne attira un'altra posta a una distanza di 13cm, con una forza di 10^-2 N. Quanto vale la loro carica?

Aggiunto 4 minuti più tardi:

4) Due sferette aventi la stessa carica positiva, poste a una distanza di 10 cm nel vuoto, si respingono con una forza di 10^-2 N.Quanto vale la loro carica ?

[Studente Anonimo]

Ciao,
1)
Sappiamo che la carica di ciascun elettrone e vale:
-e = - 1 / (6,24×10¹⁸) C
calcoliamo il numero di elettroni necessari a neutralizzare la carica:
n = q/e = 10⁻¹º/6,24×10¹⁸ = 6,24 × 10⁸

[Matlurker]

Un Coulomb corrispondono a

[math]6,25×10^{18}[/math]

elettroni. Dunque:

[math]6,25*10^{18}*10^{10}=6,25*10^{28} \ elettroni[/math]

.

2)I due neutroni non contribuiscono alla carica, come il nome (neutrum=ne utrum=nessuno dei due, né positivo né negativo) fa intendere. Dunque 2 protoni hanno carica 2 e e segno opposto. Essi corrispondono ad una carica di:

[math]2*\frac{1}{6,25*10^{18}}=2*0,16*10^{-18}=2*1.6*10^{-17} \rightarrow 3.2*10^{-17} \ Coulomb[/math]

.
3) Due cariche puntiformi, posti a distanza d si attraggono (o respingono, se hanno la stessa polarità), con una forza F secondo la legge di Coulomb:

[math]F=k \frac{q_{1}q_{2}}{d^2}\\\text{Quindi, sapendo che: }\\k=8.988*10^9 N*m*C^{-2}\\10^{-2}= 8.988*10^9* \frac{q*3*10^{-8}}{13^2} \rightarrow q= \frac{13^2}{8.988*3}*10^{(-2-9+8)}= \frac {169}{26,964}*10^{-3}=6.27*10^{-3}[/math]

4) Per la formula vedi sopra, qui si ha:

[math]q_{1}=q_{2} \ dunque: \\8.988*10^9* \frac{q^2}{10^2}=10^{-2}N\\q^2=\frac{1}{8.988}*10^{-2+2-9} \rightarrow q^2=0.1113*10^{-9}\\q=\sqrt{1.113*10^{-10}}=1.05*10^{-5} Coulomb[/math]