da hp6110nokia » 20/07/2008, 18:54
Anche se non hai rispettato le regole, ti propongo quella che per me è la soluzione del problema 1 :
Come prima cosa vado a calcolare la distanza tra la carica \( \displaystyle {q}{1} \) e il punto \( \displaystyle {P} \), e la chiamo \( \displaystyle {r}{1} \), faccio la stessa cosa anche per \( \displaystyle {q}{2} \), e chiamo la distanza \( \displaystyle {r}{2} \) :
\( \displaystyle {r}{1}=\sqrt{{{{6}}^{{2}}+{{12}}^{{2}}}}={6}\sqrt{{{5}}}{m} \) , \( \displaystyle {r}{2}=\sqrt{{{{4}}^{{2}}+{{12}}^{{2}}}}={4}\sqrt{{{10}}}{m} \)
Dopo di che vado a calcolare il potenziale in \( \displaystyle {P} \), dovuto alla carica \( \displaystyle {q}{1} \), che chiamo \( \displaystyle {V}{1} \), e quello dovuto alla carica \( \displaystyle {q}{2} \) , che chiamo \( \displaystyle {V}{2} \), e li sommo algebricamente :
\( \displaystyle {V}{1}={K}\frac{{{q}{1}}}{{{r}{1}}}=\frac{{{21}\cdot{{10}}^{{-{{9}}}}}}{\sqrt{{{5}}}}{u}{V} \) , \( \displaystyle {V}{2}={K}\frac{{{q}{2}}}{{{r}{2}}}=-\frac{{{81}\cdot{{10}}^{{-{{9}}}}}}{{{4}\sqrt{{{10}}}}}{u}{V} \)
da cui effettuando la somma si ottiene :
\( \displaystyle {V}{1}+{V}{2}=\frac{{{\left({84}\sqrt{{{2}}}-{81}\right)}\cdot{{10}}^{{9}}}}{{{4}\sqrt{{{10}}}}}{u}{V} \)
Per calcolare l'energia potenziale elettrica del sistema formato dalle due cariche, si calcola il lavoro necessario ad avvicinare la carica \( \displaystyle {q}{1} \), dall'infinito alla posizione che essa occupa nel sistema cartesiano. Perciò la prima cosa da fare è calcolare la distanza tra le due cariche, che io chiamerò \( \displaystyle {r}{3} \) :
\( \displaystyle {r}{3}=\sqrt{{{{6}}^{{2}}+{{8}}^{{2}}}}={10}{m} \)
Per calcoare il lavoro, basta moltiplicare il potenziale che troveremo per la carica . Operiamo quindi nella maniera seguente :
\( \displaystyle {U}={K}\frac{{{q}{1}\cdot{q}{2}}}{{r}}{3}=-{567}\cdot{{10}}^{{8}}{u}{J} \)
Qusto risultato è l'energia potenziale elettrica del sistema foramto dalle due carica . Come ci si aspettava essa ha un valore negetivo, in quanto avvicinare le due cariche richiede un lavoro negativo, poichè esse essendo di segno opposto si attragono . Al contrario dovrebbe essere compiuto un lavoro di \( \displaystyle {567}{u}{J} \) per disgregare il sistema .
Si noti che per calcolare l'energia potenziale elettrica si procede integrando la forza di Coulomb, tra l'infinito ed \( \displaystyle {r}{3} \) .
Spero di essere stato chiaro .