Calcolare campo elettrico e differenza di potenziale
Buon giorno spero di essere nella sezione giusta, in caso contrario chiedo venia
.
ho svolto un esercizio di fisica 2 e vorrei una correzione grazie.
-> Una distribuzione di carica a simmetria cilindrica è caratterizzata dall'avere un densità di carica uniforme pari a $ rho_0 $ per r
Calcolare il campo elettrico in funzione di r, distanza dall'asse del cilindro. Calcolare la differenza di potenziale tra l'asse del cilindro e l'estremità della distribuzione .
Svolgimento:
considero r
sappiamo che: $ Phi_E = Q/epsi $
e inoltre $ int E ds= Q/epsi $
dunque
$ Phi = intEds= 2pirh $
$ Q= int_v rho dv= rhopir^2h $
ove Q sta indicare la carica interna.
$ E(r)2pirh=(rhopir^2h/(epsi)) $
$ E(r)= (rhor)/(2epsi_0) $
ora considero R
$ Phi_E = intEds= E(r)2pirh $
calcola la Q interna
$ Q= rho_0(piR^2h)-rho_0(pir^2h-piR^2h)=rho_0pirh(2R^2-r^2) $
$ E(R)2pirh=((rho_0pih(2R^2-r^2)))/epsi_0 $
ossia
$ E(r)=(rho_0(2R^2-r^2))/(epsi_0 2r)) $
calcolo la differenza di potenziale per r
$ DeltaV=-intEdl $
$ DeltaV=-int_0^REdr=-int_0^R(rho_0r)/(2epsi_0) dr= -rho_0/(4epsi_0)R^2 $
ora vorrei sapere se il calcolo del DDP è giusto e in tal caso se va bene questo o bisogna espanderlo anche al caso 3R.
inoltre il carico della Qinterna è stato sviluppato attraverso altre fonti ma io personalmente non ho capito come farlo gradirei un delucidazione.
spero di essere stato chiaro e cortese ringrazio anticipato a chi risponderà .

ho svolto un esercizio di fisica 2 e vorrei una correzione grazie.
-> Una distribuzione di carica a simmetria cilindrica è caratterizzata dall'avere un densità di carica uniforme pari a $ rho_0 $ per r
Svolgimento:
considero r
e inoltre $ int E ds= Q/epsi $
dunque
$ Phi = intEds= 2pirh $
$ Q= int_v rho dv= rhopir^2h $
ove Q sta indicare la carica interna.
$ E(r)2pirh=(rhopir^2h/(epsi)) $
$ E(r)= (rhor)/(2epsi_0) $
ora considero R
$ Phi_E = intEds= E(r)2pirh $
calcola la Q interna
$ Q= rho_0(piR^2h)-rho_0(pir^2h-piR^2h)=rho_0pirh(2R^2-r^2) $
$ E(R)2pirh=((rho_0pih(2R^2-r^2)))/epsi_0 $
ossia
$ E(r)=(rho_0(2R^2-r^2))/(epsi_0 2r)) $
calcolo la differenza di potenziale per r
$ DeltaV=-intEdl $
$ DeltaV=-int_0^REdr=-int_0^R(rho_0r)/(2epsi_0) dr= -rho_0/(4epsi_0)R^2 $
ora vorrei sapere se il calcolo del DDP è giusto e in tal caso se va bene questo o bisogna espanderlo anche al caso 3R.
inoltre il carico della Qinterna è stato sviluppato attraverso altre fonti ma io personalmente non ho capito come farlo gradirei un delucidazione.
spero di essere stato chiaro e cortese ringrazio anticipato a chi risponderà .
Risposte
Non ho seguito i tuoi calcoli, che mi sembrano più complicati del bisogno.
Data la simmetria, il campo è radiale e perpendicolare all'asse, per cui potresti usare il teorema di Gauss con superfici a forma di fetta di torta. Il flusso è nullo sui lati della fetta, costante e normale alla superficie sul lato curvo, per cui si dovrebbe trovare tutto quel che ti serve con quattro conti
Data la simmetria, il campo è radiale e perpendicolare all'asse, per cui potresti usare il teorema di Gauss con superfici a forma di fetta di torta. Il flusso è nullo sui lati della fetta, costante e normale alla superficie sul lato curvo, per cui si dovrebbe trovare tutto quel che ti serve con quattro conti
credo che Le prime due formule che ho usato siano Gauss: citando il libro per definizione il flusso del campo elettrico attraverso una superficie chiusa arbitraria è pari alla somma algebrica delle cariche interne alla superficie divisa per $ epsi_0 $ .
caro mgrau come l'avresti svolto a conti fatti ?
caro mgrau come l'avresti svolto a conti fatti ?