Che cos'è un campo?
Fisica · 4A — I CAMPI, T1
Come si valuta quest'anno
| Strumento | Peso |
|---|---|
| Midterm test | 1 |
| Examination week test | 1 |
| Interrogazioni orali | 0,5 |
| Lab report e gruppo | 0,2 |
| Test formativi di fine unità | feedback, non fa media |
Il ritmo della settimana
Le consegne lunghe si assegnano di mercoledì.
La mappa dell'anno: tre domande sui campi
Un problema scomodo
La Terra attira la Luna a 380 000 km di distanza.
Attraverso che cosa?
Un campo modifica lo spazio
Un campo assegna a ogni punto dello spazio una grandezza,
e si conosce solo attraverso la reazione di una sonda.
| Sonda | Risposta |
|---|---|
| carica di prova q | forza F |
| … | … |
Quattro forze, un ordine sorprendente
Quali forze fondamentali dell'universo conosci?
Gravitazionale, elettromagnetica, nucleare forte, nucleare debole.
Mettile in ordine di intensità, dalla più alla meno forte.
Forte, elettromagnetica, debole, gravitazionale
Scala schematica, non in proporzione reale.
Eppure è la gravità a tenere insieme pianeti e galassie. Perché?
Piccola. Di valore noto. Abbastanza piccola da non alterare in modo apprezzabile il campo che sta sondando.
Tolgo la sonda…
Se tolgo la carica di prova,
che cosa resta in quel punto dello spazio?
Il campo NON è la forza.
La forza esiste tra due oggetti; il campo è generato da uno solo.
Più lontano, più debole
Cosa si nota?
La legge esatta (Coulomb) la vedremo il 7/09 — oggi basta la forma: più lontano, più debole.
Campi vettoriali intorno a noi
Più veloce ai lati dell'ostacolo, quasi fermo davanti e dietro. Le linee non si incrociano mai.
Il vento gira attorno al minimo di pressione.
Il campo che fa muovere la bussola
Le linee sono sempre chiuse: nessun monopolo isolato.
Quando la carica è troppa
La scintilla è l'aria che si "rompe" elettricamente.
Elettrizzazione per induzione
conduttore, nel complesso ancora neutro
Le cariche si separano, non si creano. Basta allontanare la bacchetta: torna tutto come prima.
Elettrizzazione per contatto
carica netta, distribuita su tutto l'oggetto
Parte della carica passa davvero da un oggetto all'altro. Anche allontanando la bacchetta, la carica resta.
Elettrizzazione per polarizzazione
isolante: tanti piccoli dipoli allineati, nessuna carica libera si sposta
Il lato vicino, di segno opposto, è più vicino della bacchetta del lato lontano: l'oggetto resta neutro ma viene attirato.
Tre modi, un confronto
| Meccanismo | Permanente? | Serve un conduttore? | Serve il contatto? |
|---|---|---|---|
| Induzione | No | Sì | No |
| Contatto | Sì | Sì | Sì |
| Polarizzazione | No | No | No |
In un sistema isolato, la carica elettrica totale non cambia.
conservation of charge
La bacchetta strofinata è positiva perché il panno è diventato negativo della stessa quantità. Non è un postulato: è verificabile.
Se tolgo la carica di prova da un punto dello spazio, il campo elettrico in quel punto:
- Sparisce
- Resta
- Diventa nullo solo se non ci sono altre cariche
- Non è definito
Avvicino una bacchetta carica a un elettroscopio senza toccarlo. La carica totale dell'elettroscopio:
- Aumenta
- Diminuisce
- Resta la stessa
- Dipende dal segno della bacchetta
Due cariche puntiformi si respingono. Posso dire che:
- Sono entrambe positive
- Sono entrambe negative
- Hanno lo stesso segno
- Hanno segni opposti
Perché un elettroscopio carico si scarica se lo tocco con la mano?
- La mano è isolante
- Il corpo umano conduce e la carica si distribuisce fino a terra
- La carica si annulla
- L'aria la porta via
Cosa portiamo a casa
- Un campo non è una forza: assegna una grandezza a ogni punto dello spazio.
- Il campo ci dà informazioni su cosa succede a una sonda di prova posizionata in un determinato punto dello spazio.
- Lunedì: cariche, elettrizzazione, E = F/q, Legge di Coulomb.
"Knowledge isn't free. You have to pay attention." — Richard P. Feynman