Forza elettrica - prublemi è suluzioni
1. Trè cariche cum'è mostratu in a figura sottu . Chì ghjè a forza elettrica subita da a carica B. k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C.
Cunnisciutu:
qA = 10 µC = 10 x 10-6 C = 10-5 Coulomb
q B = 10 µC = 10 x 10 -6 = 10 -5 Coulomb
q C = 20 µC = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5 Coulomb
r AB = 0.1 m = 10 -1 m
r BC = 0.1 m = 10 -1 m
k = 9 x 10 9 Nm² C −2
Cercata: Forza elettrica subita da a carica B
Soluzione:
Ci sò duie forze elettriche chì agiscenu nantu à a carica B, vale à dì a forza elettrica trà a carica A è a carica B (F AB ) è ancu a forza elettrica trà e cariche B è C (F BC ). A forza elettrica subita da a carica B hè a risultante di a forza F AB è a forza F BC.
A forza elettrica trà e cariche A è B:
A carica A hè pusitiva è a carica B hè pusitiva cusì chì a direzzione di F AB punta versu a carica C.
A forza elettrica trà e cariche B è C:
A carica B hè pusitiva è a carica C hè pusitiva cusì chì F BC punta à carica A.
A forza elettrica subita da a carica B:
F B = F BC – F AB = 180 – 90 = 90 N.
A magnitudine di a forza elettrica subita da a carica B (F₂B ) hè di 90 Newton. A direzzione di F₂B hè a listessa chè a direzzione di F₂BC , chì punta à a carica A.
2. Chì ghjè a magnitudine è a direzzione di a forza elettrica à a carica B. ( k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2 , 1 μC = 10 −6 C)
Cunnisciutu:
Carica A (q A ) = +Q
Carica B (q B ) = -2Q
Carica C (q C ) = -Q
A distanza trà e cariche A è B (r AB ) = r
A distanza trà e cariche B è C (r BC ) = 2r
k = 9 x 10 9 Nm² C −2
Cercatu: A magnitudine è a direzzione di a forza elettrica à carica B.
Soluzione:
A forza elettrica trà e cariche A è B:
A carica A hè pusitiva è a carica B hè pusitiva cusì chì a direzzione di F AB punta versu a carica A.
A forza elettrica trà a carica B è a carica C:
A carica B hè negativa è a carica C hè negativa cusì chì a direzzione di F BC punta versu a carica A.
A forza netta agisce nantu à carica B:
F = F AB + F BC = 2 k Q 2 /r 2 + 0.5 k Q 2 /r 2 = 2.5 k Q 2 /r 2 = 2.5 k Q 2 r -2
A direzzione di a forza elettrica punta versu a carica A (à manca).
3. Dui cariche elettriche, mostrate in a figura sottu. A carica à u puntu A hè 8 µC è a forza elettrica agisce nantu à e duie cariche hè 45 N. Sè a carica A si move à diritta di 1 cm, chì hè a forza attrattiva chì agisce nantu à e duie cariche? k = 9.10 9 Nm².C - 2.
Cunnisciutu:
Carica elettrica à u puntu A (qA) = 8 µC = 8 x 10-6 Coulomb
A forza elettrica agisce nantu à e duie cariche (F) = 45 Newton
A distanza trà e duie cariche (r AB ) = 4 cm = 0.04 metri = 4 x 10 -2 metri
Custante (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
Cercata: A forza elettrica trà e duie cariche se a carica A si move à diritta di 1 cm.
Soluzione:
Carica elettrica à u puntu B :
L'equazione di a forza elettrica:
F = k (qA ) (qB ) / r2
F r 2 = k (q A )(q B )
q B = F r 2 / k (q A )
Carica elettrica à u puntu B :
q B = (45)(4 x 10 -2 ) 2 / (9 x 10 9 )(8 x 10 -6 )
q B = (45)(16 x 10 -4 ) / 72 x 10 3
q B = (720 x 10 -4 ) / (72 x 10 3 )
q B = 10 x 10 -7 Coulomb
A forza elettrica trà e cariche elettriche A è B:
Sè a carica in A si move à diritta di 1 cm, tandu a distanza trà e duie cariche hè 3 cm = 0.03 metri = 3 x 10 -2 metri.
F = k (qA ) (qB ) / r2
F = (9 x 10⁻⁶ ) (8 x 10⁻⁶ )(10 x 10⁻⁷ ) / (3 x 10⁻² ) ²
F = (9 x 10³ ) (80 x 10-13 ) / (9 x 10-4 )
F = (1 x 10³ ) (80 x 10-13 ) / (1 x 10-4 )
F = (80 x 10⁻⁴ ) / (1 x 10⁻⁴ )
F = 80 Newton
4. Dui cariche elettriche in i punti P è Q sò separate da una distanza di 10 cm, sperimentanu a forza attrattiva di 8 Newton. Sè a carica Q si move 5 cm versu a carica P, allora chì hè a forza elettrica. (1 µC = 10-6 C è k = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2 ).
Cunnisciutu:
A distanza trà e cariche P è Q (rPQ) = 10 cm = 0.1 m = 1 x 10-1 m 
A forza elettrica trà e cariche P è Q (F) = 8 N
Carica elettrica Q (q Q ) = 40 µC = 40 x 10 -6 C
Custante (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
Cercata: A forza elettrica trà e cariche P è Q se a carica Q hè spostata di 5 cm versu a carica P.
Soluzione:
Prima, calculate a carica elettrica P, è dopu calculate a forza elettrica trà e duie cariche, se a carica elettrica Q hè spostata di 5 cm finu à a carica P.
A carica elettrica P :
q P = F r 2 / k (q Q )
q P = (8)(1 x 10 -1 ) 2 / (9 x 10 9 )(40 x 10 -6 )
q P = (8)(1 x 10 -2 ) / 360 x 10 3
q P = (8 x 10 -2 ) / (36 x 10 4 )
q P = (1 x 10 -2 ) / (4.5 x 10 4 )
q P = (1 / 4.5) x 10 -6 Coulomb
A forza elettrica trà e cariche elettriche P è Q:
Sè a carica à u puntu Q hè spostata 5 cm à manca, tandu a distanza trà e duie cariche hè 5 cm = 0.05 metri = 5 x 10 -2 metri
F = k (qP ) (qQ ) / r²
F = (9 x 10⁻⁶ ) ((1 / 4.5) x 10⁻⁶ )(40 x 10⁻⁶ ) / (5 x 10⁻⁶ ) ²
F = (2 x 10³ ) (40 x 10-6 ) / (25 x 10-4 )
F = (80 x 10⁻⁴ ) / (25 x 10⁻⁴ )
F = 3.2 x 10 1
F = 32 Newton
5. A forza elettrica subita da a carica q B hè 8 N (1 µC = 10-6 C è k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 ). Sè a carica q B si hè mossa 4 cm da A, chì hè a forza elettrica subita da q B?
Cunnisciutu:
A distanza trà e cariche A è B (rAB) = 2 cm = 0.02 m = 2 x 10-2 m 
A forza elettrica trà e cariche A è B (F) = 8 N
A carica elettrica A (q A ) = 2 µC = 2 x 10 -6 C
Custante (k) = 9 x 10 9 Nm 2 .C -2
Cercata: A forza elettrica trà e cariche A è B se a distanza trà e duie cariche hè di 4 cm.
Soluzione:
Prima, calculate a carica elettrica B, è dopu calculate a forza elettrica trà e duie cariche, se a distanza di e duie cariche hè 4 cm = 0.04 metri = 4 x 10 -2 metri.
A carica elettrica in B :
q B = F r 2 / k (q A )
q B = (8)(2 x 10 -2 ) 2 / (9 x 10 9 )(2 x 10 -6 )
q B = (8)(4 x 10 -4 ) / (18 x 10 3 )
q B = (32 x 10 -4 ) / (18 x 10 3 )
q B = (32/18) x 10 -7
qB = (16/9) x 10 -7 Coulomb
A forza elettrica trà e cariche A è B:
F = k (qA ) (qB ) / r2
F = (9 x 10⁻⁶ ) (2 x 10⁻⁶ )((16/9) x 10⁻⁷ ) / (4 x 10⁻⁶ ) ²
F = (18 x 10³ ) ((16/9) x 10-7 ) / (16 x 10-4 )
F = (2 x 10³ ) (16 x 10-7 ) / (16 x 10-4 )
F = (2 x 10³ ) (1 x 10-7 ) / (1 x 10-4 )
F = (2 x 10⁻⁴ ) / (1 x 10⁻⁴ )
F = 2 Newton
6. Trè cariche A, B è C cum'è mostratu in a figura sottu. AB = BC = 20 cm è e cariche sò listesse (q = 2µC). k = 9.10 9 Nm 2 .C -2 , 1 µ = 10 -6 . Chì ghjè a magnitudine di a forza elettrica chì agisce nantu à u puntu B.
Cunnisciutu:
Carica à u puntu A (qA) = 2 µC = 2 x 10-6 Coulomb 
Carica à u puntu B (q B ) = 2 µC = 2 x 10 -6 Coulomb
Carica à u puntu C (q C ) = 2 µC = 2 x 10 -6 Coulomb
A distanza da B à C (r BC ) = 20 cm = 0.2 metri = 2 x 10 -1 metri
A distanza da B à A (r BA ) = 20 cm = 0.2 metri = 2 x 10 -1 metri
k = 9.10 9 Nm².C -2
Cercatu: A magnitudine di a forza elettrica chì agisce nantu à u puntu B
Soluzione:
A forza elettrica trà e cariche à i punti B è C:
F BC = k (q B )(q C ) / r BC 2
F BC = (9 x 10 9 )(2 x 10 -6 )(2 x 10 -6 ) / (2 x 10 -1 ) 2
F BC = (9 x 10⁶ ) (4 x 10⁻¹ ) / (9 x 10⁻² )
F BC = (36 x 10 -3 ) / (4 x 10 -2 )
F BC = 9 x 10 -1
F BC = 0.9 Newton
E cariche elettriche à i punti B è C sò pusitivi cusì chì a direzzione di a forza elettrica F BC hè versu manca luntanu da u puntu C.
A forza elettrica trà e cariche in i punti B è A:
F BA = k (q B )(q A ) / r BA 2
F BA = (9 x 10 9 )(2 x 10 -6 )(2 x 10 -6 ) / (2 x 10 -1 ) 2
F BA = (9 x 10⁶ ) (4 x 10⁻¹ ) / (9 x 10⁻² )
F BA = (36 x 10 -3 ) / (4 x 10 -2 )
F BA = 9 x 10 -1
F BA = 0.9 Newton
E cariche elettriche à i punti B è A sò pusitivi cusì chì a direzzione di a forza elettrica F BA hè versu u bassu, luntanu da u puntu A.
A risultante di e forze elettriche:
7. Trè cariche Q1 , Q2 è Q3 cum'è mostratu in a figura sottu. A lunghezza di AB = a lunghezza di BC = 30 cm. Cunnisciutu: k = 9.10 9 Nm2.C - 2 è 1 µ = 10-6 tandu a risultante di a forza elettrica à a carica Q1.
Cunnisciutu:
Carica à u puntu A (qA) = 3 µC = 3 x 10-6 Coulomb 
Carica à u puntu B (q B ) = -10 µC = -10 x 10 -6 Coulombs
Carica à u puntu C (q C ) = 4 µC = 4 x 10 -6 Coulomb
A distanza da B à C (r BC ) = 30 cm = 0.3 metri = 3 x 10 -1 metri
A distanza da B à C (r BA ) = 30 cm = 0.3 metri = 3 x 10 -1 metri s
k = 9.10 9 Nm².C -2
Cercatu: A risultante di a forza elettrica à u puntu B
Soluzione:
A forza elettrica trà e cariche à i punti B è C:
F BC = k (q B )(q C ) / r BC 2
F BC = (9 x 10 9 )(10 x 10 -6 )(4 x 10 -6 ) / (3 x 10 -1 ) 2
F BC = (9 x 10⁶ ) (40 x 10⁻¹ ) / (9 x 10⁻² )
F BC = (360 x 10 -3 ) / (9 x 10 -2 )
F BC = 40 x 10 -1
F BC = 4 Newton
A carica elettrica à u puntu B hè negativa è a carica elettrica à u puntu C hè positiva, cusì chì a direzzione di a forza elettrica F BC hè versu a diritta, versu u puntu C.
A forza elettrica trà e cariche in i punti B è A:
F BA = k (q B )(q A ) / r BA 2
F BA = (9 x 10 9 )(10 x 10 -6 )(3 x 10 -6 ) / (3 x 10 -1 ) 2
F BA = (9 x 10⁶ ) (30 x 10⁻¹ ) / (9 x 10⁻² )
F BA = (270 x 10 -3 ) / (9 x 10 -2 )
F BA = 30 x 10 -1
F BA = 3 Newton
A carica elettrica à u puntu B hè negativa è a carica elettrica à u puntu A hè positiva, cusì chì a direzzione di a forza elettrica F BA hè in sù versu u puntu A.
A risultante di a forza elettrica:
- Chì ghjè a forza elettrica ? AvantiA forza elettrica hè una forza fundamentale chì si verifica trà l'uggetti per via di e so cariche elettriche. Pò esse attrattiva (trà cariche opposte) o repulsiva (trà cariche uguali).
- Cumu si determina a magnitudine di a forza elettrica trà duie cariche puntuali? AvantiA magnitudine di a forza elettrica trà duie cariche puntuali hè data da a lege di Coulomb. Hè direttamente proporzionale à u pruduttu di e magnitudini di e cariche è inversamente proporzionale à u quadratu di a distanza trà elle. , induve hè a custante di Coulomb.
- Chì accade à a forza elettrica s'è a distanza trà duie cariche hè radduppiata ? AvantiSè a distanza trà duie cariche hè radduppiata, a forza elettrica diventa un quartu di u so valore uriginale, perchè a forza varia inversamente cù u quadratu di a distanza.
- Cumu si compara a forza elettrica cù a forza gravitazionale ? AvantiE forze elettriche ponu esse sia attraenti sia repulsive, mentre chì e forze gravitazionali sò solu attraenti. Inoltre, per l'uggetti è e distanze cumuni, e forze elettriche sò generalmente assai più forti di e forze gravitazionali, datu chì e forze gravitazionali sò più debuli di parechji ordini di grandezza paragunate à a forza elettrica.
- Chì ghjè u principiu di superposizione in relazione à e forze elettriche ? AvantiU principiu di superposizione dice chì a forza elettrica netta nantu à una carica per via di un inseme d'altre cariche hè a somma vettoriale di e forze esercitate da ogni carica presa separatamente.
- Perchè ùn sintemu micca e forze elettriche in l'uggetti di ogni ghjornu ancu s'elli sò fatti di particelle cariche ? AvantiL'uggetti di ogni ghjornu sò tipicamente elettricamente neutri, vale à dì chì anu un numeru uguale di cariche pusitivi è negativi. E forze trà ste cariche si equilibranu, dunque a forza elettrica netta hè zero.
- Cumu a messa à terra affetta a forza elettrica nantu à un ughjettu caricatu ? AvantiA messa à terra di un oggettu carica permette à a carica di scorrere trà l'oggettu è a Terra finu à chì l'oggettu sia neutralizatu, eliminendu efficacemente a forza elettrica netta nantu à l'oggettu per via di a so carica iniziale.
- A forza elettrica pò agisce in u vacuum? AvantiIè, a forza elettrica pò agisce in u vacuum. Ùn hà bisognu di un mezu per propagassi. Questu hè evidente da u modu in cui i campi elettrici ponu esiste è influenzà e particelle cariche in u spaziu.
- Chì rolu ghjoca a custante elettrica (o a permittività di u spaziu liberu) in a determinazione di a forza di a forza elettrica ? AvantiA custante elettrica, cunnisciuta ancu cum'è permittività di u spaziu liberu, affetta a forza di a forza elettrica trà e cariche. Una permittività più alta implicherebbe forze elettriche più debuli, è vice versa. A custante di Coulomb, , hè ligatu à questu valore cum'è .
-
Sè duie cariche si movenu l'una in relazione à l'altra, a forza trà elle cambia ? Risposta : Sè duie cariche si movenu l'una in relazione à l'altra, ponu pruduce campi magnetichi in più di i campi elettrici. Questu significa chì l'interazzione trà e cariche in muvimentu ùn serà micca solu duvuta à e forze elettriche, ma ancu à e forze magnetiche. L'interazzione cumminata hè descritta da a forza elettromagnetica. Cusì, mentre a forza elettrica duvuta à e cariche ùn cambia micca solu perchè si movenu, a forza generale puderia cambià per via di l'effetti magnetichi.
