Compiti ed esercitazioni VERIFICATO
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Il documento presenta tre esercizi svolti per il corso di Fisica II: si calcola il campo elettrico e l'energia potenziale in un esagono con cariche alternate, mentre si determina la forza elettromotrice indotta e la carica totale in una spira rettangolare soggetta a un campo magnetico variabile generato da una corrente decrescente esponenzialmente. Infine, viene applicata la diffrazione di Fraunhofer per trovare la nuova larghezza del massimo centrale quando si cambia la lunghezza d'onda della luce incidente su una fenditura, utilizzando le relazioni geometriche e trigonometriche appropriate.
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- Il campo elettrico nel centro di un esagono regolare formato da sei cariche puntiformi alternate in segno si calcola come somma vettoriale dei contributi individuali, risultando in un valore di 3.11 × 10^7 V/m inclinato di 30° rispetto all'asse negativo delle x a causa dell'annullamento reciproco tra le cariche opposte.
- L'energia potenziale elettrostatica totale del sistema di sei cariche disposte ai vertici dell'esagono è determinata dalla somma delle interazioni coulombiane tra tutte le coppie, ottenendo un valore pari a 3.1 × 10^3 J.
- In presenza di una corrente variabile nel tempo che scorre in un filo rettilineo indefinito, la forza elettromotrice indotta in una spira rettangolare adiacente è calcolata tramite la legge di Faraday applicando il flusso magnetico generato dal campo di Biot-Savart.
- La carica totale che fluisce nella spira nell'intervallo temporale da zero a infinito si ricava integrando la corrente indotta, risultante dal rapporto tra l'integrale della forza elettromotrice e la resistenza della spira, per un valore finale di 1.8 × 10^-8 C.
- La larghezza del massimo centrale di diffrazione osservata su uno schermo è direttamente proporzionale alla lunghezza d'onda incidente e inversamente proporzionale alla larghezza della fenditura, permettendo di calcolare una nuova larghezza di 0.09 m per un'onda con lunghezza d'onda maggiore.
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