Due piani uniformemente carichi
Due piani infiniti uniformemente carichi sono disposti ortogonalmente tra loro. La densità di carica σ1 del piano orizzontale e σ2 del piano verticale sono entrambe positive. una particella puntiforme q= 2*10^-19C e massa m=10^-19 kg, è posta inizialmente ferma nella posizione r(t=o)= (3cm, 5cm), rispetto all'asse cartesiano la cui origine coincide con l'intersezione dei piani. Dopo un tempo T= 3*10^-2 s la posizione della particella è r=(t=T)=(6cm, 9cm). determinarei valori delle densità di carica e le componenti delle velocità al tempo T.
Come potrei procedere per risolvere l'esercizio?
Come potrei procedere per risolvere l'esercizio?
Risposte
Mi sembra che il moto sui due assi perpendicolari ai piani sia uniformemente accelerato, con accelerazioni
$a_x=F_x/m=(q*E_x)/m=(q*sigma_y)/(epsilon_0*m)$
e
$a_y=F_y/m=(q*E_y)/m=(q*sigma_x)/(epsilon_0*m)$.
Quindi
$x(t)=x_0+1/2*a_x*t^2$,
$y(t)=y_0+1/2*a_y*t^2$,
$v_x(t)=a_x*t$
e
$v_y(t)=a_y*t$.
Da cui
$x(T)-x_0= Delta x=1/2*(q*sigma_y)/(epsilon_0*m)*T^2->sigma_y=2*epsilon_0*(Delta x*m)/(q*T^2)$,
$y(T)-y_0= Delta y=1/2*(q*sigma_x)/(epsilon_0*m)*T^2->sigma_x=2*epsilon_0*(Delta y*m)/(q*T^2)$,
$v_x(T)=2*(Delta x)/T$,
$v_y(T)=2*(Delta y)/T$.
$a_x=F_x/m=(q*E_x)/m=(q*sigma_y)/(epsilon_0*m)$
e
$a_y=F_y/m=(q*E_y)/m=(q*sigma_x)/(epsilon_0*m)$.
Quindi
$x(t)=x_0+1/2*a_x*t^2$,
$y(t)=y_0+1/2*a_y*t^2$,
$v_x(t)=a_x*t$
e
$v_y(t)=a_y*t$.
Da cui
$x(T)-x_0= Delta x=1/2*(q*sigma_y)/(epsilon_0*m)*T^2->sigma_y=2*epsilon_0*(Delta x*m)/(q*T^2)$,
$y(T)-y_0= Delta y=1/2*(q*sigma_x)/(epsilon_0*m)*T^2->sigma_x=2*epsilon_0*(Delta y*m)/(q*T^2)$,
$v_x(T)=2*(Delta x)/T$,
$v_y(T)=2*(Delta y)/T$.