Quantità di carica e lavoro in un campo magnetico

Beat1
Salve a tutti gente! Sono alle prese con Fisica II, ma la sto studiando completamente da sola e sto avendo non poche difficoltà. Ci sono due esercizi che non so impostare spero possiate darmi una mano

Problema1: Una sfera conduttrice, di raggio R=10cm, possiede una carica Q. Un ellettrone (carica -e con e = $1,6 10^-19$ C e massa m=$ 9,1 10 ^-31$ kg) è proiettato radialmente dalla superficie della sfera verso l'esterno con velocità iniziale $v=10^7 m/s$ e ridotto in quiete, per azione del campo elettrico della sfera conduttrice, a una distanza d= 15 cm dalla superficie. Si determini la carica Q posseduta dalla sfera conduttrice.

Problema2: Una spira quadrata di lato a=15cm e resistenza R= 0,3 Mohm viene spinta in modo che entri con velocità costante v= 5,0 m/s in una regione dove esiste un campo magnetico uniforme B= 0,8 T perpendicolare al piano della spira.
Determinare a) il lavoro necessario per farla entrare completamente nel campo; b) la quantità di carica complessiva che fluisce nella spira



:roll:

Risposte
Beat1
Anche se non penso sia la strada giusta vi dico come ho iniziato io gli esercizi :smt009

Problema 1) ho pensato che potrebbe essere utile la formula della conservazione dell'energia Ui+ Ki= Uf+ Kf dove kf=0 visto che si ferma. Ma in ogni caso non capisco come arrivare a trovare la quantità di carica partendo da questa formula...

Problema 2)
IL lavoro si calcola con la formula $ int E ds $ quindi mi calcolo $E= -dφ /dt$ mi trovo $ φ= $ int B ds $ = Badx
$dx/dt= v $
$E=Bav

che ne dite?

LordLurdia
1)penso sia giusta l'intuizione
$ DeltaU=q_0DeltaV=-q_0*E*d$

2)io direi di no, secondo me dovresti calcolarti la forza applicata e moltiplicarla per a(larghezza della spira)
$F_a_p_p=I*l*B$
l=lunghezza=a
calcolandoti $F_e_m$=forza elettromotrice indotta con la legge di Faraday
$I=(F_e_m)/r$ prescindendo dal segno

Beat1
Ok... ma da li come arrivo al calcolo del lavoro? :(

LordLurdia
lavoro forza x spostamento?

Beat1
Grazie LordLurdia :wink: ho rifatto tutti i passaggi e adesso ho tutto chiaro, quindi viene:

$ F= I*l*B -> I= (Fem)/R -> Fem= (-ddel b)/dt -> ddel b = int B*ds= B*l dx -> dx/dt=v -> Fem= B*l*v $ una volta trovata la Fem trovo la I e quindi il Lavoro sarà uguale a
a $ L= F*l $
desso devo trovare la quantità di carica che fluisce nella sfera e ho fatto cosi:

$ i= (dq)/dt -> q= int i*dt -> q= i int_0^t dt -> q= i[t]_0^t -> q= i*t $
il tempo me lo sono ricavata da spazio= velocità*tempo quindi $ t= s/v $ può andare come ragionamento?

Per quanto riguarda il primo esercizio invece:

Ui+ Ki= Uf+Kf l'energia cinetica finale è zero visto che alla fine l'elettrone è ridotto in quiete
L'energia potenziale iniziale è zero , ma non ne sono sicura.. io direi che è 0 perchè sfera ed elettrone sono a contatto.. è giusto?
detto ciò abbiamo:
$ 1/2 mv^2= K (q1*q2)/r $
q2=x $ (q1*x)/(K*r)=1/2 mv^2;-> 2qx= Krmv^2 -> x= (Krmv^2)/2q $

:roll: che ne dite?

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