Fisica per le superiori/L’intensità delle forze elettriche: differenze tra le versioni

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Nuova pagina: Il grande entusiasmo di Franklin per le proprie teorie sull’elettrostatica non dipendeva soltanto dalla natura misteriosa dei fenomeni elettrici, nè dalla originalità delle prop...
 
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Intensità delle forze elettriche
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In formula sintetica, questa legge si traduce nella formula seguente:
:<math>F = K \; \frac{K q_1 \; q_2}{r^2}</math>
 
dove F è l’intensità della forza di interazione, q1 e q2 sono le cariche elettriche ed r è la distanza che le separa. La costante K è una costante universale chiamata costante di Coulomb. Il suo valore corrisponde a:
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In questo caso, però:
 
:<math>G = 6.7\; 10^{-11} \; \frac{N \; m^2}{kg^2}</math>
 
Per comprendere in concreto il valore di questi numeri è opportuno eseguire qualche stima particolare. Ne suggeriamo alcune di seguito, da sviluppare, eventualmente, con l'aiuto dell'insegnante.
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'''1.''' Provate a effettuare il seguente esperimento mentale. Raccolti in una tanica le molecole contenute in un grammo di idrogeno atomico, immaginate di separare con una pinzetta ciascun elettrone dal proprio protone e di concentrarli in due punti a 1 metro di distanza uno dall’altro. Sapendo che la carica elettrica di ciascun protone e di ciascun elettrone è:
 
:<math>e = 1.6\; 10^{-19} \; C</math>
 
quanta forza sarebbe necessaria? Confrontate questa forza con il peso di un elefante.
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'''2.''' Assunto raggio medio per l’atomo di idrogeno il valore seguente:
 
:<math>r = 0.5\; 10^{-10} \; m</math>
 
proponete una stima per la forza elettrica di interazione tra il protone e l’elettrone.
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'''3.''' Utilizzando il risultato dell’esercizio precedente calcolate l’accelerazione agente sull’elettrone. Per ricavare la massa dell’elettrone, considerate che la massa del protone, espressa in grammi, è uguale al reciproco del numero di Avogadro:
 
:<math>N_A = 6.2\; 10^{23}</math>
 
e, per semplificare i conti, che la massa dell’elettrone è ''circa'' 2000 volte più piccola di quella del protone.