Esercizio n°21

DiAlfredo Di Fiore
Una piccola sfera di massa 0{,}2\, \text{g} viene appesa tramite un filo, all’interno di un campo elettrico generato da due placche metalliche verticali separate da 5\, \text{cm} di spazio.
La carica sulla sfera vale q = 6 \cdot 10^{-9}\, \text{C}. Qual è la differenza di potenziale fra le placche se il filo assume un angolo di 10^\circ rispetto alla verticale?

Esercizio 21: soluzione

Per le condizioni di equilibrio:

F_y = T \cos 10^\circ = mg \quad \Rightarrow \quad T = \frac{mg}{\cos 10^\circ}

Con la forza F dovuta al campo elettrico, si ha:

F_x = T \sin 10^\circ = F = mg \cdot \tan 10^\circ = qE = q \left( \frac{V}{d} \right)

Da cui:

V = \frac{mgd \cdot \tan 10^\circ}{q} = \frac{0{,}2 \cdot 10^{-3} \cdot 9{,}81 \cdot 5 \cdot 10^{-2} \cdot \tan 10^\circ}{6 \cdot 10^{-9}} = 2{,}88 \cdot 10^3 \, \text{V}

 

 

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