Problema generale di fisica

Ho una pallina carica positivamente devo trovare la sua velocità al punto 1 che si trova ad una certa altezza...come devo ragionare per impostare il problema?insomma quali leggi entrano in ballo grazie


il 10 Luglio 2015, da Giuseppe Briglia

Giovanni Barazzetta il 10 Luglio 2015 ha risposto:

Ciao Giuseppe! Allora, la risposta più facile da darti è: dipende. Ma non mi sembra un bella risposta :3 Andiamo per gradi. Se la pallina carica è nel vuoto, in assenza di campo elettromagnetico e gravitazionale (oltre a quelli generati da se stessa), tutte le forze agenti su di essa sono $0$, e la pallina, per il principio di inerzia (che trovi qui https://library.weschool.com/lezione/leggi-di-newton-dal-principio-d-inerzia-quello-di-azione-e-reazione-6965.html), o rimane ferma se in principio era ferma, o si muove di moto rettilineo uniforme con velocità costante. Se è immersa in un campo elettrostatico $\vec{E}$, detta $q$ la sua carica, la legge che ne descrive è data proprio dalla definizione di campo elettrico, che puoi trovare qui in testo https://library.weschool.com/lezione/differenza-di-potenziale-energia-potenziale-elettrica-volt-elettronvolt-coulomb-14604.html o qui in video https://library.weschool.com/lezione/campo-elettrico-definizione-e-descrizione-4110.html: la forza a cui è soggetta è quella elettrostatica $\vec{F} = q \vec{E}$. Se invece la pallina si trova in un campo magnetico $\vec{B}$, occorre usare l'espressione della forza di Lorentz $\vec{F} = q \vec{v} \times \vec{B}$, che trovi illustrata qui: https://library.weschool.com/lezione/lorentz-spettrometro-di-massa-campo-elettromagnetico-14703.html. Dato che la pallina ha anche una massa, bisogna considerare il fatto che può essere soggetta anche alla forza di gravità: magari siamo sulla superficie di un pianeta, e allora inizierebbe a cadere sotto azione della forza peso (a seconda di com'è diretta inizialmente potrebbe dare luogo ad un moto di caduta libera https://library.weschool.com/lezione/moto-di-caduta-libera-equazioni-che-descrivono-6605.html o a un moto parabolico https://library.weschool.com/lezione/moto-parabolico-formule-ed-esempi-5099.html); più in generale, interagisce con altre masse secondo la legge di gravitazione universale, enunciata qui https://library.weschool.com/lezione/forza-di-gravit%C3%A0-formula-ed-esercizio-svolto-7585.html, e, se queste sono anche cariche, mediante la legge di Coulomb, che puoi leggere qui https://library.weschool.com/lezione/legge-di-coulomb-dimostrazione-pratica-3257.html. Per riassumere, direi di capire innanzitutto se la pallina è "sola" o se può integire con altre masse (eventualmente cariche); a questo punto di considerare le singole forze, e poi, come sempre nei problemi di dinamica, calcolare la forza risultante come somma vettoriale di tutte le forze in gioco. Spero di essere stato chiaro, se hai dubbi chiedi pure :D

Giuseppe Briglia il 10 Luglio 2015 ha risposto:

Grazie per la tempestiva risposta...in questo caso posso tirare in ballo anche il teorema delle forze vive?e se la pallina sempre carica fosse collegata ad una molla?scusa l insistenza ma per un problema del genere sono stato bocciato ad un esame di fisica e volevo capire come muovermi.grazie mille


La forza elastica è espressa dalla legge di Hooke, che puoi trovare descritta qui https://library.weschool.com/lezione/l-oscillatore-armonico-legge-di-hooke-e-pendolo-6971.html. Il teorema delle forze vive funziona sempre, almeno in meccanica classica, che le forze in gioco siano conservative o no: basta che venga effettuato un lavoro. Il lavoro, in presenza di forze conservative (forza elastica, elettromagnetica e gravità sono conservative, se non variano nel tempo) si può calcolare come differenza di energia potenziale, e le espressioni dell'energia potenziale per i vari tipi di forza sono note e, ancora meglio, additive. Mi dispiace per l'esame :/ Mi raccomando non abbatterti :D - Giovanni Barazzetta 10 Luglio 2015