hercules ha chiesto in Matematica e scienzeFisica · 7 anni fa

FISICA 2: SBARRETTA CON CARICHE?

Abbiamo una sbarretta posta orizzontalmente di lunghezza 6a ai cui estremi sono fissate due cariche puntiformi negative di carica -q. Altre due cariche, opposte alle precedenti si trovano sull'asse della sbarretta a distanza 4a da questa. Poiché la sbarretta e' imperniata nel suo punto centrale, la posizione mostrata è di equilibrio instabile e dunque la sbarretta tenderà a ruotare, partendo da ferma. Bisogna determinare la velocità angolare della sbarretta conoscendo il suo momento di inerzia I quando passa per la posizione di equilibrio stabile.

Vi mostro i miei dubbi sul testo:

Come comprendo che la sbarretta è in equilibrio instabile che cosa vuol dire questa affermazione al fine dell'esercizio? Quale sarà invece la posizione stabile della sbarretta e cosa comporterà questa posizione all'esercizio?

Adesso invece vi espongo i miei dubbi riguardo la soluzione dell'esercizio:

Si utilizza la conservazione dell'energia la cosa che non capisco perché nel valutare l'energia potenziale si considerano i contributi dati dalle dalle cariche positive a distanza 4a dalla sbarretta non si considerano i contributi che ogni carica negativa data all'altra carica negativa ovvero ogni carica della sbarretta sentirà solo l'effetto delle cariche positive e non l'effetto dell'altra carica negativa, perché?,

10PUNTI AL PIÙ CHIARO E DETTAGLIATO NEL RISOLVERMI TUTTI I MIEI DUBBI

1 risposta

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  • 7 anni fa
    Risposta preferita

    Ho appena risposto alla stessa domanda di un altro utente, andate forse alla stessa scuola ?

    Le due cariche negative -q sono poste nei punti (± 3a, 0) sulla sbarretta che si trova sull'asse x centrata nell'origine.

    Le due cariche positive +q sono invece poste sull'asse y nei punti di ordinata y = ± 4a.

    Inizilamente c'è equilibrio perchè la risultanti delle forze elettriche nei punti x = ± 3a sono dirette verso l'origine e di segno opposto e quindi si annulano. Però si tratta di un equilibrio instabile perchè alla minima rotazione (es. in senso orario) la risultanti delle forze elettriche sono concordi con il verso di rotazione. Ruotata la sbarretta di 90° le risultanti delle forze elettriche sono dirette sull'asse y in verso opposto all'origine e si annullano ancora. L'equilibrio questa volta però è stabile perchè alla più piccola rotazione la risultante delle forze elettriche si opporranno alla rotazione.

    Le forze elettriche repulsive tra le due cariche negative -q ci sono ma sono annullate dalle forze di reazione della barretta, quelle delle cariche positive nei confronti delle negative non sono invece annullate totalmente perchè la barretta è libera di ruotare. Se la barretta fosse invece fissata con dei chiodi tutte le forze elettriche sarebbero annullate dalle forze di reazione della barretta e dei chiodi. E' lo stesso motivo perchè non sprofondiamo verso il centro della Terra nonostante la forza di gravità o perchè tirando con le mani una barra d'acciaio questa non si deforma.

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