Otto cariche Q uguali sono situate sui vertici di
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Otto cariche Q uguali sono situate sui vertici di un cubo di lato L = 12 cm posto nel vuoto. Il flusso del campo elettrico attraverso una superficie sferica di raggio r = 14 cm e centro coincidente con quello del cubo (cioè nel punto di incontro delle diagonali del cubo) è pari a φ= 1,6 x 10^4 Nm2/C.
1.Calcola il valore di Q.
2.Calcola il flusso del campo elettrico attraverso una superficie sferica, di raggio r = 14 cm con centro nel punto medio di uno spigolo del cubo.
Introduzione all’Argomento:
L’elettrostatica è una disciplina che studia le cariche elettriche statiche (hanno grandezza e posizione invariabili nel tempo), generatrici del campo elettrico. Quest’ultimo è una grandezza vettoriale generata da una carica Q nello spazio. In particolare, esso si definisce come rapporto tra la forza di Coulomb esercitata da una carica Q su una carica di prova q e la carica q stessa. Si tratta di un argomento fondamentale nello studio della fisica, in quanto, insieme a quello magnetico, costituisce il campo elettromagnetico, responsabile dei fenomeni di interazione elettromagnetica. Introdotto da Michael Faraday per spiegare l’interazione tra due cariche poste ad una certa distanza, il campo elettrico si propaga alla stessa velocità della luce e, nel Sistema Internazionale, si misura in N/C (Newton / Coulomb).
Analisi dell’Esercizio:
In questo esercizio abbiamo otto cariche Q uguali situate sui vertici di un cubo di lato L. I due punti del quesito si differenziano per la collocazione del centro di una superficie sferica. Ciò significa che dovremo determinare quante delle otto cariche si trovino effettivamente all’interno della sfera, così da poter poi applicare il teorema di Gauss. E’ dunque necessario saper lavorare con le figure solide, onde evitare errori di calcolo stupidi.