Problema di elettrostatica
Salve, mi trovo a dover risolvere dei problemi di preparazione a un esame di Fisica e sono incappato in un problema che non riesco a risolvere.
Il quesito è il seguente:
Due sferette metalliche di massa [tex]$ 110\,\mbox{g}$[/tex] hanno entrambe la stessa carica [tex]$q$[/tex]. Qual è il valore della carica [tex]$q$[/tex] se la forza elettrostatica di repulsione tra le due sferette bilancia la forza gravitazionale con cui si attraggono?
Le risposte disponibili sono:
a) [tex]$ 1.6\cdot 10^{-19}\,\mbox{C}$[/tex]
b) [tex]$ 9.48\cdot 10^{-6}\,\mbox{C}$[/tex]
c) [tex]$ 1.11\cdot 10^{6}\,\mbox{C}$[/tex]
d) [tex]$ 9.48\cdot 10^{-12}\,\mbox{C}$[/tex]
e) [tex]$ 9.48\cdot 10^{-9}\,\mbox{C}$[/tex]
L'unica cosa che so è che la risposta corretta è la d, ma vorrei capire come ottenere il risultato, perché non capisco come impostare questo problema, non so come collegare la massa degli oggetti alla legge di Coulomb, perché non ho una distanza, né un angolo tra gli oggetti. L'unica forza che posso considerare è il peso degli oggetti ma in che modo questo può fornirmi indicazioni riguardo la forza gravitazionale tra le due sferette?
Il quesito è il seguente:
Due sferette metalliche di massa [tex]$ 110\,\mbox{g}$[/tex] hanno entrambe la stessa carica [tex]$q$[/tex]. Qual è il valore della carica [tex]$q$[/tex] se la forza elettrostatica di repulsione tra le due sferette bilancia la forza gravitazionale con cui si attraggono?
Le risposte disponibili sono:
a) [tex]$ 1.6\cdot 10^{-19}\,\mbox{C}$[/tex]
b) [tex]$ 9.48\cdot 10^{-6}\,\mbox{C}$[/tex]
c) [tex]$ 1.11\cdot 10^{6}\,\mbox{C}$[/tex]
d) [tex]$ 9.48\cdot 10^{-12}\,\mbox{C}$[/tex]
e) [tex]$ 9.48\cdot 10^{-9}\,\mbox{C}$[/tex]
L'unica cosa che so è che la risposta corretta è la d, ma vorrei capire come ottenere il risultato, perché non capisco come impostare questo problema, non so come collegare la massa degli oggetti alla legge di Coulomb, perché non ho una distanza, né un angolo tra gli oggetti. L'unica forza che posso considerare è il peso degli oggetti ma in che modo questo può fornirmi indicazioni riguardo la forza gravitazionale tra le due sferette?
Risposte
basta imporre l'equilibrio, cioè che siano uguali e opposte la forza gravitazionale e quella elettrostatica agenti su ogni punto,
poichè le forze sono dirette lungo la stessa direzione, la congiungente tra i due corpi allora l'equilibrio si riduce ad un'equazione scalare:
ad esempio se $G_(12) = K(m_1 m_2)/r^2 $ è il modulo della forza gravitazionale che 1 esercita su 2 e $F_(12) = 1/(4 pi epsilon_0) (q_1 q_2)/r^2$ è quello della forza elettrostatica sempre che 1 esercita su 2 allora per l'equilibrio di 2 hai
$G_(12) = - F_(12)$ cioè $K(m_1 m_2)/r^2 = - 1/(4 pi epsilon_0) (q_1 q_2)/r^2$
poichè le forze sono dirette lungo la stessa direzione, la congiungente tra i due corpi allora l'equilibrio si riduce ad un'equazione scalare:
ad esempio se $G_(12) = K(m_1 m_2)/r^2 $ è il modulo della forza gravitazionale che 1 esercita su 2 e $F_(12) = 1/(4 pi epsilon_0) (q_1 q_2)/r^2$ è quello della forza elettrostatica sempre che 1 esercita su 2 allora per l'equilibrio di 2 hai
$G_(12) = - F_(12)$ cioè $K(m_1 m_2)/r^2 = - 1/(4 pi epsilon_0) (q_1 q_2)/r^2$







...non ci son più gli esami di fisica di una volta....



Grazie mille! Tutto risolto! Non avevo considerato che ponendo in questo modo si eliminava il bisogno di conoscere la distanza
che odio non poter seguire i corsi...
