Esempiu di dumande nantu à l'energia putenziale elettrica

Esempiu di dumande nantu à l'energia putenziale elettrica

1. Un elettrone hè acceleratu da u riposu per via di una differenza di putenziale di 12 volt. Chì ghjè u cambiamentu di l'energia putenziale di l'elettrone ?
Discussione
Hè cunnisciutu chì:
Caricà 1 elettrone (e) = -1,60 x 10^-19 Coulomb
Differenza di putenziale elettricu = tensione elettrica (V) = 12 Volt
Dumandatu: Cambiamentu di l'energia potenziale elettronica (ΔEP)
Risposta:
ΔEP = q V = (-1,60 x 10^-19 C)(12 V) = -19,2 x 10^-19 Joule
U segnu negativu significa energia potenziale elettrica diminuisce. Quandu hè vicinu à a piastra carica negativamente, l'energia putenziale elettrica di l'elettrone hè à u so massimu. Dopu esse ghjuntu vicinu à a piastra carica pusitivamente, l'energia putenziale elettrica di l'elettrone hè à u so minimu.

2. Dui piastre parallele sò ognuna caricate pusitivamente è negativamente. U campu elettricu trà e duie piastre hè di 500 Volt/metru. A distanza trà e duie piastre hè di 2 cm. Determinate u cambiamentu di l'energia putenziale di un protone quandu si move da a piastra caricata pusitivamente à a piastra caricata negativamente!
Discussione
Hè cunnisciutu chì:
Campu elettricu trà e duie piastre (E) = 500 Volt/metru
Distanza trà e duie piastre (s) = 2 cm = 0,02 metri
Carica di protoni = +1,60 x 10^-19 Coulomb
Dumandatu: Cambiamentu di l'energia potenziale elettrica (ΔEP)
Risposta:

Calcula prima a differenza di putenziale o tensione elettrica :

V = E s
V = (500 Volt/metru)(0,02 metri)
V = 10 Volt

Cambiamenti in l'energia putenziale elettrica:

ΔEP = q V
ΔEP = (1,60 x 10^-19 C)(10 V)
ΔEP = 16 x 10^-19 Joule
ΔEP = 1,6 x 10^-18 Joule

Quandu si hè vicinu à a placca carica pusitivamente, l'energia putenziale elettrica di u protone hè à u so massimu. Quandu si ghjunghje vicinu à a placca carica negativamente, l'energia putenziale elettrica di u protone hè à u so minimu. Dunque, quandu si passa da a placca carica pusitivamente à a placca carica negativamente, l'energia putenziale elettrica di u protone diminuisce.

3. Dui cariche sò disposte cum'è mostratu in a figura quì sottu. A carica in A hè +9 μC è a carica in B hè -4 μC. A custante di Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2, 1 μC = 10^-6 C. Quantu cambia l'energia potenziale elettrica di a carica B s'ella si move versu a carica A ?
Discussione
Hè cunnisciutu chì:
Carica A (q₁) = +9 μC = +9 x 10^-6 C
Carica B (q₁) = -4 μC = -4 x 10^-6 C
Custante di Coulomb (k) = 9 x 10⁹ Nm²C^-2
A distanza trà e cariche A è B (r) = 10 cm = 0,1 metri = 10^-1 metre
Dumandatu: Cambiamentu di l'energia putenziale elettrica di a carica B s'ella si move versu a carica A
Risposta:

A carica B si move versu a carica A in modu chì a so energia putenziale elettrica diminuisce di 2,4 Joule.
Questu hè simile à un ughjettu di massa chì si move in giù versu a terra in modu chì a so altezza è l'energia potenziale gravitazionale diminuiscenu.

4. Una particella cù una carica di \(q = 5 \times 10^{-6} \) C hè piazzata in un campu elettricu cù un putenziale di \(V = 300 \) V. Chì ghjè l'energia putenziale elettrica di a particella ?

Discussione:
L'energia putenziale elettrica hè data da:
\[ U = q \times V \]
U = 5 × 10-6 × 300
U = 1.5 × 10-3 J

5. Un elettrone hè piazzatu in un campu elettricu cù un putenziale di 500 V. Chì ghjè l'energia putenziale elettrica di l'elettrone ?

Discussione:
Carica elettronica (q = -1.6 × 10-19) C.
\[ U = q \times V \]
U = -1.6 × 10^{-19} × 500]
U = -8 × 10^{-17} J

6. Un protone si move da un putenziale di 100 V à 200 V. Chì ghjè u cambiamentu di a so energia putenziale ?

Discussione:
Carica di protoni (q = 1.6 × 10-19) C.
ΔU = q × ΔV
ΔU = 1.6 × 10-19 × (200 – 100)
ΔU = 1.6 × 10-17 J

7. Dui ughjetti cù cariche (q_1 = 2 × 10^{-6}) C è (q_2 = -3 × 10^{-6}) C sò posti in un campu elettricu cù un putenziale di (V = 400) V. Chì ghjè l'energia putenziale tutale di i dui ughjetti ?

Discussione:
U_1 = q_1 × V
U_2 = q_2 × V
\[ U_{totale} = U_1 + U_2 \]
U_{totale} = (2 × 10^{-6} + (-3 × 10^{-6})) × 400
U_{totale} = -4 \times 10^{-3} J

8. Un ione cù carica \(q = 4e \) (induve \(e \) hè a carica elementaria) hè in un campu elettricu cù un putenziale \(V = 250 \) V. Chì ghjè l'energia putenziale elettrica di l'ione ?

Discussione:
\[ U = q \times V \]
U = 4 × 1.6 × 10^{-19} × 250]
U = 1.6 × 10-16 J

9. Si sà chì una particella cù una carica di \(q = -7 \times 10^{-5} \) C hà una energia putenziale di \(2 \times 10^{-2} \) J. Chì ghjè u putenziale di u campu elettricu induve si trova a particella ?

Discussione:
\[ U = q \times V \]
\[ V = \frac{U}{q} \]
V = 2 × 10-2 / -7 × 10-5
\[V = -285.71 \] V

10. Dui ughjetti cù cariche \(q_1 = 5e \) è \(q_2 = -2e \) sò in un campu elettricu cù un putenziale di \(V = 300 \) V. Chì ghjè l'energia putenziale tutale di i dui ughjetti ?

Discussione:
U_1 = q_1 × V
U_2 = q_2 × V
\[ U_{totale} = U_1 + U_2 \]
U_{totale} = (5 × 1.6 × 10^{-19} – 2 × 1.6 × 10^{-19}) × 300
U_{totale} = 1.44 × 10^{-16} J

11. Un ione cù una carica \(q = -3e\) hà una energia putenziale di \(-9.6 \times 10^{-19}\) J. Chì ghjè u putenziale di u campu elettricu induve si trova l'ione ?

Discussione:
\[ U = q \times V \]
\[ V = \frac{U}{q} \]
V = \frac{-9.6 \times 10^{-19}}{-3 \times 1.6 \times 10^{-19}}
\[V = 200 \] V

12. Si sà chì l'energia putenziale elettrica di una carica (q) in un campu elettricu cù un putenziale (V = 450) V hè (9 × 10-18) J. Chì ghjè a carica (q)?

Discussione:
\[ U = q \times V \]
\[ q = \frac{U}{V} \]
q = 9 × 10-18 (450)
q = 2 × 10-20 C

13. Una carica pusitiva (q = 1.5 × 10-19) C hè mossa da un puntu cù un putenziale (V_1 = 100) V à (V_2 = 500) V. Chì ghjè u cambiamentu di l'energia putenziale ?

Discussione:
ΔU = q × ΔV
ΔU = 1.5 × 10-19 × (500 – 100)
ΔU = 6 × 10-17 J