Vuoi sollevare una bacchetta di alluminio dal tavolo
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Vuoi sollevare una bacchetta di alluminio dal tavolo. Attacchi quindi alcune calamite a ferro di cavallo sul piano del tavolo in modo da produrre un campo magnetico pressoché uniforme e appoggi la bacchetta, lunga 16 cm e di massa m= 14 g, su due contatti elettrici posti sul tavolo, in modo che questa sia attraversata da una corrente i = 34 I .
a) Come deve essere diretto il campo magnetico perché il sistema congegnato abbia massima efficacia?
b) Quanto dovrebbe valere il campo magnetico per sollevare la bacchetta con accelerazione pari a 1/2 g?
Introduzione all’Argomento:
L’elettromagnetismo è la branca della fisica classica che studia l’interazione elettromagnetica (ovvero l’interazione che vi è tra due o più oggetti dotati di carica elettrica) e il campo elettromagnetico che ne deriva. Si tratta di una disciplina di fondamentale importanza, dato che ha permesso di dare una spiegazione a fenomeni come la luce, l’elettricità e il magnetismo, oltre che di analizzare i legami tra fenomeni elettrici e fenomeni magnetici. Tali legami sono fondamentalmente di tre tipi: una corrente elettrica che genera un campo magnetico, un campo magnetico che esercita una forza su un conduttore percorso da corrente in esso immerso e un campo magnetico variabile o in moto relativo rispetto a un conduttore in esso immerso che induce nel conduttore una forza elettromotrice.
Analisi dell’Esercizio:
La situazione descritta dall’esercizio è la seguente: vuoi sollevare una bacchetta di alluminio e per farlo posizioni delle calamite a ferro di cavallo. Facendo ciò si genera una forza, la quale produce un campo magnetico che, per essere massimo, deve formare un angolo di 90° con la bacchetta. La forza deve però rispettare il secondo principio della dinamica, perciò possiamo sfruttare questa legge per imporre un’accelerazione pari alla metà di quella gravitazionale. In questa maniera è possibile determinare il modulo della forza magnetica che agisce e, di conseguenza, anche calcolare il valore del campo magnetico richiesto.