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Costante dielettrica relativa del ghiaccio

Esercizio sulla costante dielettrica relativa del ghiaccio

Tra due cariche elettriche dello stesso segno di 8,0 μC e 5,0 μC viene inserito un blocco di ghiaccio di spessore incognito.

Sapendo che tra le due cariche si instaura una forza di natura elettrica di intensità pari a 2,5 N, determinare lo spessore del blocco.

Si sappia che εr del ghiaccio è pari a 80.

Svolgimento dell'esercizio

L'esercizio propone il calcolo dello spessore di un blocco di ghiaccio sapendo che - se posto tra due cariche elettriche dello stesso segno di 8,0 μC e 5,0 μC - tra esse si viene a instaurare una forza di natura elettrica di intensità pari a 2,5 N,

La forza che si instaura tra le due cariche è la forza di Coulomb ed è di tipo repulsivo essendo le due cariche elettriche dello stesso segno.

In particolare l’espressione che permette di calcolare la forza di Coulomb tra due cariche puntiformi in un mezzo materiale con costante dielettrica relativa εr è:

Il dato incognito da ricavare è la distanza tra le due cariche che rappresenta in questo caso anche lo spesso del blocco di ghiaccio frapposto tra esse.

I dati sono:

Q1 = 8,0 μC = 8 ∙10-6 C

Q2 = 5,0 μC = 5 ∙10-6 C

εr = 80

F = 2,5 N

Dunque la distanza d tra le cariche sarà pari a:

Esercizio sulla costante dielettrica relativa del ghiaccio

Pertanto lo spessore del blocco di ghiaccio è pari a 4,2 centimetri.

Prova tu

Un materiale ha costante dielettrica pari a 3,56 ∙ 10-11 C2/(N∙m2).

Qual è la sua costante dielettrica relativa e di quale materiale potrebbe trattarsi?

Si sappia che ε0 = 8,85 ∙ 10-12 C2/(N·m).

Per stabilire il materiale si consulti la tabella presente al seguente link: costante dielettrica.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della costante dielettrica relativa.

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