• Non ci sono risultati.

Energia potenziale elettrostatica

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Condividi "Energia potenziale elettrostatica"

Copied!
33
0
0

Testo completo

(1)

Energia potenziale elettrostatica

Potenziale elettrostat ico

(2)

Il campo elettrico è un sistema fisico che può compiere lavoro

C’è una forza, quella elettrostatica, che

agendo su cariche elettriche può produrre

movimento

(3)

Il campo elettrico è un sistema fisico che può compiere lavoro

C’è una forza, quella elettrostatica, che agendo su cariche elettriche può produrre movimento

Questa forza agisce sulla carica q

Il suo valore è dato da

q

(4)

Il campo elettrico è un sistema fisico che può compiere lavoro

C’è una forza, quella elettrostatica, che agendo su cariche elettriche può produrre movimento

Questa forza agisce sulla carica q

Il suo valore è dato da

q

(5)

Calcolare il lavoro svolto dalla forza elettrostatica non è semplice perché la forza varia con continuità man mano che la distanza d tra la carica Q

A

che crea il campo e quella

q che ne subisce l’azione diminuisce

Quello che segue serve solamente a far capire, in modo

approssimato, da dove salta fuori la relazione che descrive

il lavoro svolto dalla forza elettrostatica

(6)

Lo spostamento s avviene lungo la direzione radiale indicata dalla distanza d

Il lavoro svolto è dato dalla relazione

q

(7)

Lo spostamento s della carica q avviene lungo la direzione radiale indicata dalla distanza d

Lo spostamento s e la distanza d sono sostanzialmente

«simili»

Quindi nell’espressione del lavoro svolto

(8)

Al posto dello spostamento s mettiamo d

Il lavoro è quindi

q

(9)

Questa relazione rappresenta il lavoro svolto dal campo elettrico per portare la carica

q

dall’infinito alla distanza

d

ATTENZIONE:

Parlare di lavoro svolto dal campo elettrico significa sottolineare che è il campo elettrico ad agire direttamente su

q

e questa azione si

manifesta attraverso l’azione della forza elettrostatica.

q

Se la carica

q

fosse negativa, la forza sarebbe repulsiva, e questa relazione rappresenterebbe il lavoro svolto dal campo elettrico per portare

q

dalla distanza

d

all’infinito

(10)

La carica q messa alla distanza d , nel campo elettrostatico a simmetria sferica creato dalla carica Q

A

possiede un’energia potenziale elettrostatica (U

e

) descritta dalla relazione

Se la carica q è costretta

a stare alla distanza d , si dice che

possiede energia potenziale elettrostatica che, eventualmente,

si può trasformare in lavoro

(11)

q

(12)

GRAFICI DELLA FORZA COULOMBIANA E DELL’ ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA

(13)

GRAFICI DELLA FORZA COULOMBIANA E DELL’ ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA

All’aumentare della distanza tra le cariche la forza diminuisce molto più velocemente dell’energia potenziale

(14)

GRAFICI DELLA FORZA COULOMBIANA E DELL’ ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA

All’aumentare della distanza tra le cariche la forza diminuisce molto più velocemente dell’energia potenziale

(15)

GRAFICI DELLA FORZA COULOMBIANA E DELL’ ENERGIA POTENZIALE ELETTROSTATICA

Matematicamente si tratta di funzioni diverse.

Non tenendo conto del segno meno le due funzioni sono:

f(x)

x

(16)

q

Qual è il lavoro svolto dalla forza elettrostatica per spostare una carica

q

dal punto

B

al punto

C

?

. B . C

d

B

(17)

q

Qual è il lavoro svolto dalla forza elettrostatica per spostare una carica

q

dal punto

B

al punto

C

?

. B

. C

(18)

q

Qual è il lavoro svolto dalla forza elettrostatica per spostare una carica

q

dal punto

B

al punto

C

?

. B . C

d

BC

(19)

q

Qual è il lavoro svolto dalla forza elettrostatica per spostare una carica

q

dal punto

B

al punto

C

?

. B . C

d

BC

Raccogliendo a fattore comune

k

0

Q

A

q

si ottiene

(20)

q

il lavoro svolto dalla forza elettrostatica per spostare una carica

q

dal punto

B

al punto

C

è anche dato dalla differenze tra le energie potenziali nei punti

B

e

C

. B . C

d

BC

(21)

In generale il lavoro svolto è sempre

uguale alla variazione di energia potenziale

(22)

q

Qual è il lavoro svolto dalla forza elettrostatica per spostare una carica

q

dal punto

E

al punto

F

?

. E . F

Si può dimostrare che il lavoro è identico a quello calcolato in precedenza per il lavoro dal punto

B

al punto

C

Le distanze dei punti

E

ed

F

dalla carica che genera il campo sono identiche a quelle dei punti

B

ed

C

(23)

q . E . F

Un’altra proprietà del campo elettrostatico a simmetria sferica è che

Il lavoro svolto dalle forze del campo è INDIPENDENTE DAL PERCORSO SEGUITO MA DIPENDE ESCLUSIVAMENTE DAL PUNTO DI PARTENZA E DAL PUNTO DI ARRIVO.

(24)

q . E . F

Il lavoro svolto dalle forze del campo è INDIPENDENTE DAL PERCORSO SEGUITO MA DIPENDE ESCLUSIVAMENTE DAL PUNTO DI PARTENZA E DAL PUNTO DI ARRIVO.

(25)

q . E . F

Il lavoro svolto dalle forze del campo è INDIPENDENTE DAL PERCORSO SEGUITO MA DIPENDE ESCLUSIVAMENTE DAL PUNTO DI PARTENZA E DAL PUNTO DI ARRIVO.

(26)

q . E . F

Il lavoro svolto dalle forze del campo è INDIPENDENTE DAL PERCORSO SEGUITO MA DIPENDE ESCLUSIVAMENTE DAL PUNTO DI PARTENZA E DAL PUNTO DI ARRIVO.

(27)

q . E . F

Il lavoro svolto dalle forze del campo è INDIPENDENTE DAL PERCORSO SEGUITO MA DIPENDE ESCLUSIVAMENTE DAL PUNTO DI PARTENZA E DAL PUNTO DI ARRIVO.

(28)

q . E . F

Supponiamo che la carica

q

passi dal punto

E

al punto

F

seguendo il percorso tracciato in rosso e viola

La forza elettrostatica compie lavoro solo nei tratti in rosso;

negli altri tratti (in viola) agiranno altre forze.

(29)

q . E . F

Il lavoro svolto dalle forze del campo è INDIPENDENTE DAL PERCORSO SEGUITO MA DIPENDE ESCLUSIVAMENTE DAL PUNTO DI PARTENZA E DAL PUNTO DI ARRIVO.

Quindi

(30)

q

. F

Il lavoro svolto dalle forze del campo è INDIPENDENTE DAL PERCORSO SEGUITO MA DIPENDE ESCLUSIVAMENTE DAL PUNTO DI PARTENZA E DAL PUNTO DI ARRIVO.

Quindi

. E

(31)

q

. F

Il lavoro svolto dalle forze del campo è INDIPENDENTE DAL PERCORSO SEGUITO MA DIPENDE ESCLUSIVAMENTE DAL PUNTO DI PARTENZA E DAL PUNTO DI ARRIVO.

Quindi

. E

Lavoro effettivamente svolto dalla forza elettrostatica

Lavoro effettivamente svolto dalla forza elettrostatica

(32)

q . E . F

Se il percorso è chiuso il lavoro svolto dalla forza elettrostatica è ZERO!!!! IL CAMPO ELETTROSTATICO E’ CONSERVATIVO

(33)

q . E . F

Se il percorso è chiuso il lavoro svolto dalla forza elettrostatica è ZERO

IL CAMPO ELETTROSTATICO E’ CONSERVATIVO

Riferimenti

Documenti correlati

In questo ambito sono già attive da diversi anni - nell’ambito dei Dipartimenti di Prevenzione l’impegno dei Servizi Igiene Alimenti e Nutrizione cui compete la tutela della

Anche in questo caso nelle proposte avanzate dalla Parte Pubblica è stato inizialmente reiterato il tentativo di non riconoscere la "specialità legislativa" della dirigenza

“agli enti religiosi civilmente riconosciuti le norme del presente decreto si applicano limitatamente allo svolgimento delle attività di cui all’articolo 5 [che

Presidente della Sezione Lavoro della Corte di

Un punto di arrivo perché conclude a suo modo un filone di ricerca sulla modellazione meccanica analitica delle prove sperimentali per la caratterizzazione della tenacità a frattura

[r]

coincidente con il pelo libero minimo che si ha sulla traversa, rasente all’apice della stessa; in questo modo trascuriamo la variazione del pelo libero

IL CODICE DELLE STATISTICHE EUROPEE: UNA GARANZIA DI QUALITÀ Le statistiche disponibili in ambito europeo sono fornite dalle organizzazioni appartenenti al Sistema statistico