Forza elettrica risultante
Forza elettrica risultante agente su una carica elettrica
Tre particelle dotate di uguale carica elettrica pari a +0,1 μC sono poste ai tre vertici di un triangolo rettangolo i cui cateti misurano 6 cm.
Determinare l'intensità della forza elettrica risultante sulla carica posta sull'angolo retto.
Determinarne inoltre direzione e verso.
Svolgimento dell'esercizio
I dati a nostra disposizione sono i seguenti:
Q1 = Q2 = Q3 = +0,1 ·10-6 C = 10-7 C
r1 = r2 = 6 cm = 6 · 10-2 m
Chiamiamo Q1, Q2 e Q3 le tre cariche presenti nello schema e riportiamole come segue:
Il problema richiede di determinare intensità, direzione e verso della forza elettrica risultante sulla carica Q3.
Su tale carica agiranno due forze, una causata dall'interazione con Q1 ed un'altra causata da Q2; la natura di queste due forze sarà di tipo repulsivo, in quanto tutte le cariche hanno lo stesso segno.
Ponendo la carica Q3 come origine di un sistema di riferimento cartesiano, disegniamo i due vettori 
e 
:
La forza sarà diretta lungo la congiungente con la carica Q1 ed il verso sarà verso l'esterno; il vettore sarà invece diretto lungo la congiungente con Q2 ed il verso quindi sarà rivolto verso il basso.
Essendo tutte le grandezze omogenee e ricordando l'espressione generale della forza di Coulomb:
possiamo concludere che i due vettori sono identici e quindi la loro risultante, in modulo, non è altro che la lunghezza della diagonale del quadrato che ha per lati ed :
Calcoliamo dunque il valore di |F1| o |F2|:
Ed in definitiva:
Quindi il modulo della forza agente sulla carica posta sull'angolo retto è di 3,5 ·10-2 N, il verso sarà quello indicato in figura e la direzione inclinata di 45° rispetto all'orizzontale.
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