Ciao, qualcuno potrebbe aiutarmi con questo problema di fisica per favore?

Una sfera metallica con carica q1 = 5 ∙ 10−9C e massa m=0,1g è posta sopra ad un’altra sfera carica ad una

distanza r=5cm dal centro di essa. Sapendo che la prima sfera rimane in equilibrio, determinare la carica sulla

seconda sfera.

1 risposta

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    Lv 5
    1 anno fa
    Risposta preferita

    La forza gravitazionale sulla sfera q1 vale =

    Fg = 9,8 * 10^-4

    Questa forza deve essere bilanciata dalla repulsione elettrica Fe tra q1 e q2 (incognita). Tale forza vale:

    Fe = q1 * q2 * k / (r^2) ....[ k = costante di Coulomb = 9*10^9; r = 5 cm= 5*10^-2 m]

    Uguagliando Fe ed Fg:

    q1 * q2 * k / (r^2) = 9,8 * 10^-4

    5*10^-9 * q2 * 9*10^9 / (5*10^-2)^2 = 9,8 * 10^-4

    q2 = 9,8*10^-4 * 25*10^-4 / (5 * 10^-9 * 9*10^9)

    q2= 5,4 * 10^-8 C

    P.S. In effetti il valore della massa di q2 non è stato considerato nel mio calcolo. Tuttavia, detta m2 questa massa abbiamo che la sua attrazione gravitazionale verso q1 risulta:

    F = m1 * m2 * 6,67*10^-11 / (5*10^-2)^2

    F = 10^-4*m2 * 6,67*10^-11 / 25*10^-4 .... [6,67*10^-11 = costante gravitazionale]

    F= m2 * 2,7 * 10^-12 N

    affinché questa F sia almeno il 10% di quella dovuta all'attrazione terrestre dovremmo avere :

    m2 * 2,7 * 10^-12 >= 0,1 * (9,8*10^-4)

    m2 >= 3,6 * 10^7 kg = 36000 tonnellate .

    Pertanto m2 dovrebbe risultare "irragionevolmente" grande.

    Ritengo che ma massa di m2 manchi nei dati del problema proprio perché poteva essere trascurata.

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