Esame del 20 settembre 2023
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA - DIPARTIMENTO DI FISICA E ASTRONOMIA
CORSO DI LAUREA IN FISICA
SECONDA PROVA IN ITINERE DI FISICA GENERALE II
20/09/2023
Problema 1↵
Una molla metallica di lunghezza pari ad \(\ell=1 \mathrm{~m}\), raggio \(R=1 \mathrm{~cm}\), numero di spire \(N=1000\) e costante elastica \(k=3.95 \mathrm{~N} / \mathrm{m}\), da un certo istante in poi viene percorsa da una corrente \(I=10 \mathrm{~A}\). Calcolare l'accorciamento \(x\) della molla, supponendolo a priori molto più piccolo della lunghezza \(\ell\). Si assuma uniforme il campo magnetico presente nella molla e si trascuri il peso della molla.
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Problema 2↵
Una bobina circolare piatta è costituita da \(N=100\) spire di raggio \(r=3 \mathrm{~cm}\). La bobina ruota attorno ad un diametro compiendo 500 giri/minuto. Quando lasse di rotazione è verticale, il valore massimo della f.e.m indotta è di \(1.1 \mathrm{mV}\). Quanto vale il modulo della componente orizzontale del campo magnetico terrestre nella zona dove è posta la bobina?
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Problema 3↵
Coma avete visto in laboratorio, un diodo a vuoto è essenzialmente cosnituito da un filamento (catodo) emettitore di elettroni e una placca (anodo) che li può raccogliere; il sistema catodo-anodo è posto dentro una ampolla ad altissimo vuoto. Supponendo per assurdo che la differenza di potenziale tra placca e filamento valga \(\Delta V=590 \mathrm{kV}\), si determini la velocità dell'elettrone subito prima di giungere alla placca, tenendo conto che esso sia stato emesso con velocità trascurabile dal filamento. Si consideri \(m_{e}=\) \(311 \mathrm{keV} / \mathrm{c}^{2}\). Partendo dall'espressione relativistica della velocità, ricavare quella attesa in ambito non relativistico mediante opportune approssimazioni.
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