Fisica..Fisica.. e ancora fisica ;-)
Ecco alcuni esercizi che mi danno qualche prob..
1)Un litro di gas perfetto alla pressione di 1 atm viene fatto espandere isotermicamente fino a quando il suo volume raddoppia.Poi è compresso al volume iniziale a pressione costante e successivamente è riportato isotermicamente alla pressione iniziale.Se le trasformazioni precedenti sono reversibili, calcolare il lavoro complessivo del gas, se vengono eliminati 70 J di calore durante la trasformazione isobara, calcore inoltre la variazione totale di energia interna.
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2)Un lungo filo conduttore rettilineo è percorso da una corrente di 1,5A. Un elettrone si muove con velocità di 5,0 *10^4 m/s parallelamente al filo e nello stesso verso della corrente ad una distanza di 20mm.
Calcolare la forza di Lorentz agente sull'elettrone.
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3)Uno scaldabagno da 80 litri alimentato da una tensione di 220 V fa variare di 40°C la temperatura dell'acqua in 3 ore. Qual è la resistenza interna dello scaldabagno se l'energia dissipata nella resistenza è interamente assorbita dall'acqua?
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4)Tre resistori uguali collegati in parallelo e dissipano 7W se alla combinazione viene applicata una certa differenza di potenziale. Quale potenza dissiperebbero i tre resistori se fossero collegati in serie alla stessa differenza di potenziale?
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5)Una bobina di diametro 31cm è formata da 20 avvolgimenti di filo di rame di 2,6 mm di diametro (resistività del rame 1,68 x10^(-8) ). Un campo di induzione magnetica perpendicolare al piano della bobina varia con una rapidità di 8,65x10^(-3) T/s. Determinare la corrente della bobina e la potenza dissipata sotto forma di calore.
1)Un litro di gas perfetto alla pressione di 1 atm viene fatto espandere isotermicamente fino a quando il suo volume raddoppia.Poi è compresso al volume iniziale a pressione costante e successivamente è riportato isotermicamente alla pressione iniziale.Se le trasformazioni precedenti sono reversibili, calcolare il lavoro complessivo del gas, se vengono eliminati 70 J di calore durante la trasformazione isobara, calcore inoltre la variazione totale di energia interna.
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2)Un lungo filo conduttore rettilineo è percorso da una corrente di 1,5A. Un elettrone si muove con velocità di 5,0 *10^4 m/s parallelamente al filo e nello stesso verso della corrente ad una distanza di 20mm.
Calcolare la forza di Lorentz agente sull'elettrone.
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3)Uno scaldabagno da 80 litri alimentato da una tensione di 220 V fa variare di 40°C la temperatura dell'acqua in 3 ore. Qual è la resistenza interna dello scaldabagno se l'energia dissipata nella resistenza è interamente assorbita dall'acqua?
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4)Tre resistori uguali collegati in parallelo e dissipano 7W se alla combinazione viene applicata una certa differenza di potenziale. Quale potenza dissiperebbero i tre resistori se fossero collegati in serie alla stessa differenza di potenziale?
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5)Una bobina di diametro 31cm è formata da 20 avvolgimenti di filo di rame di 2,6 mm di diametro (resistività del rame 1,68 x10^(-8) ). Un campo di induzione magnetica perpendicolare al piano della bobina varia con una rapidità di 8,65x10^(-3) T/s. Determinare la corrente della bobina e la potenza dissipata sotto forma di calore.
Risposte
Definizione Feynman:
"... consideriamo un sistema di N spire circolari disposte in serie e molto vicine tra di loro ... chiameremo questo sistema solenoide..." ; "... sperimentalmente è stato verificato che introducendo un cilindretto di materiale ferroso all'interno del solenoide, il campo di induzione magnetica cresce di un rapporto di circa 1 a 5000 ..."
Definizione Zaimer (manuale di elettrotecnica):
"... il sistema in figura ... , ... generalmente chiamato solenoide è da considerarsi semplicemente una serie di spire molto vicine tra loro. ... Le proprietà magnetiche del solenoide sono affini a quelle di una singola spira circolare e, tenendo conto del numero di spire contenute nel solenoide, si ricavano per sommatoria. ...
"Viene generalmente chiamata bobina un sistema composto di un solenoide al cui interno è presente un'anima di ferro o materiale simile ... . ... La posizione dell'anima rispeto al solenoide è una porprietò fondamentale della bobina stessa quanto le sue dimensioni e le proprietà dei materiali usati. Una variazione del flusso di induzione magnetica nel solenoide può far variare la posizione dell'anima se questa non è ancorata. Su questo fenomeno si basano i battenti degli apriporta, dei relè elettromagnetici e di molti sistemi simili. ..."
"... consideriamo un sistema di N spire circolari disposte in serie e molto vicine tra di loro ... chiameremo questo sistema solenoide..." ; "... sperimentalmente è stato verificato che introducendo un cilindretto di materiale ferroso all'interno del solenoide, il campo di induzione magnetica cresce di un rapporto di circa 1 a 5000 ..."
Definizione Zaimer (manuale di elettrotecnica):
"... il sistema in figura ... , ... generalmente chiamato solenoide è da considerarsi semplicemente una serie di spire molto vicine tra loro. ... Le proprietà magnetiche del solenoide sono affini a quelle di una singola spira circolare e, tenendo conto del numero di spire contenute nel solenoide, si ricavano per sommatoria. ...
"Viene generalmente chiamata bobina un sistema composto di un solenoide al cui interno è presente un'anima di ferro o materiale simile ... . ... La posizione dell'anima rispeto al solenoide è una porprietò fondamentale della bobina stessa quanto le sue dimensioni e le proprietà dei materiali usati. Una variazione del flusso di induzione magnetica nel solenoide può far variare la posizione dell'anima se questa non è ancorata. Su questo fenomeno si basano i battenti degli apriporta, dei relè elettromagnetici e di molti sistemi simili. ..."
Probabilmente, mi sbaglio, ma sul mio libro chiama ciò che tu chiami bobina elettromagnete.
Te lo dico perchè infatti si usano anche due formule diverse per calcolare i rispettivi campi magnetici generati:
Per la bobina: B=N(mu0*I)/(2r);
Per il solenoide invece:B=mu0*N*I/L.
Al liceo ce lo hanno insegnato così... magari sbaglio...
In ogni caso anche se avese una forma estesa, penso che non farebbe differenza ai fini del problema.
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A perenne vanto della scienza sta il fatto che essa, agendo sulla mente umana, ha vinto l'insicurezza dell'uomo di fronte a se stesso e alla natura.
Te lo dico perchè infatti si usano anche due formule diverse per calcolare i rispettivi campi magnetici generati:
Per la bobina: B=N(mu0*I)/(2r);
Per il solenoide invece:B=mu0*N*I/L.
Al liceo ce lo hanno insegnato così... magari sbaglio...
In ogni caso anche se avese una forma estesa, penso che non farebbe differenza ai fini del problema.
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A perenne vanto della scienza sta il fatto che essa, agendo sulla mente umana, ha vinto l'insicurezza dell'uomo di fronte a se stesso e alla natura.
X cavallipurosangue e per gli altri:
Non metto in dubbio che al liceo te l'abbiano insegnato così e non posso essere sicuro che ciò che ho letto sia giusto. Mi spiego: nei miei circa 20 anni di studio della fisica a vari livelli (dal buon vecchio liceo all'università ad ora) mi è capitato molte volte di trovare definizioni contrastanti della stessa cosa o non completamente affini, o ancora versioni diverse di teoremi (di fisica).
Ad esempio ho letto su di un altro topic di questo stesso forum dell'esistenza di due definizioni diverse per le funzioni goniometriche: una "matematica" ed una "fisica". La differenza starebbe nel considerare gli angoli (argomento della funzione) come angoli al centro di una circonferenza unitaria (==> raggio 1) o piuttosto come angoli di un triangolo rettangolo (ipotenusa qualsiasi). Questa differenza non esiste in quanto la seconda <> deriva dalla prima, semplicemente prolungando i raggi della circonferenza goniometrica e utilizzando la similitudine dei triangoli. Eppure anche io l'ho trovata su di un libro di fisica dell'università (insieme a tante altre stranezze del genere) come se il fisico che l'aveva scritto volesse sostenere la tesi che la fisica non ha bisogno della matematica.
Questo per dirti che, alla faccia delle scienze esatte, ti conviene sempre confrontare più manuali, eserciziari, formulari ecc.. e (non so a che punto della carriera di studi ti trovi) all'università cercare di seguire le lezioni capendo come se le vuole sentir dire il prof o l'assistente. Ulteriore dimostrazione (anche se non è necessaria) che l'unica vera scienza esatta è la matematica e la fisica (che però ha la stessa dignità e certe volte è un po' più divertente e concreta) proprio esatta non è!
Non metto in dubbio che al liceo te l'abbiano insegnato così e non posso essere sicuro che ciò che ho letto sia giusto. Mi spiego: nei miei circa 20 anni di studio della fisica a vari livelli (dal buon vecchio liceo all'università ad ora) mi è capitato molte volte di trovare definizioni contrastanti della stessa cosa o non completamente affini, o ancora versioni diverse di teoremi (di fisica).
Ad esempio ho letto su di un altro topic di questo stesso forum dell'esistenza di due definizioni diverse per le funzioni goniometriche: una "matematica" ed una "fisica". La differenza starebbe nel considerare gli angoli (argomento della funzione) come angoli al centro di una circonferenza unitaria (==> raggio 1) o piuttosto come angoli di un triangolo rettangolo (ipotenusa qualsiasi). Questa differenza non esiste in quanto la seconda <
Questo per dirti che, alla faccia delle scienze esatte, ti conviene sempre confrontare più manuali, eserciziari, formulari ecc.. e (non so a che punto della carriera di studi ti trovi) all'università cercare di seguire le lezioni capendo come se le vuole sentir dire il prof o l'assistente. Ulteriore dimostrazione (anche se non è necessaria) che l'unica vera scienza esatta è la matematica e la fisica (che però ha la stessa dignità e certe volte è un po' più divertente e concreta) proprio esatta non è!
Comunque le formule che si usano all'università superano questa distinzione e poi le tracce degli esercizi sono di solito moooolto più chiare.
Beh io devo fare ancora la prima lezione a livello universitario..
Mi sono iscritto ad ingegneria meccanica.
Cmq per tutto il resto che dici sono d'accordo, anche sul fatto che all'università aquisirò una formalizzazione matematica a livello superiore...
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A perenne vanto della scienza sta il fatto che essa, agendo sulla mente umana, ha vinto l'insicurezza dell'uomo di fronte a se stesso e alla natura.
Mi sono iscritto ad ingegneria meccanica.
Cmq per tutto il resto che dici sono d'accordo, anche sul fatto che all'università aquisirò una formalizzazione matematica a livello superiore...
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A perenne vanto della scienza sta il fatto che essa, agendo sulla mente umana, ha vinto l'insicurezza dell'uomo di fronte a se stesso e alla natura.
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