# Fisica per le superiori/Moto di una carica in un campo elettrico

Fisica per le superiori
Copertina Tutti i moduli · Sviluppo
Terzo anno
* Perché studiare la fisica?Fisica per le superiori/Perché studiare la fisica?
* Introduzione alla fisica e al metodo sperimentaleFisica per le superiori/Introduzione alla fisica e al metodo sperimentale
* Grandezze fisiche del SIFisica per le superiori/Grandezze fisiche del SI
* Elementi di algebra vettorialeFisica per le superiori/Elementi di algebra vettoriale
* Di che cosa di occupa la fisica?Fisica per le superiori/Di che cosa di occupa la fisica?
* Cinematica
** SpostamentoFisica per le superiori/Spostamento
** Moto del puntoFisica per le superiori/Moto del punto
** Moto dei sistemi di punti
** Moto rettilineoFisica per le superiori/Moto rettilineo
** Moto armonicoFisica per le superiori/Moto armonico
** Moto piano
** Moto relativo
* Dinamica
** Legge di inerzia o prima legge della dinamicaFisica per le superiori/Legge di inerzia o prima legge della dinamica
** Forza e massa, seconda legge della dinamicaFisica per le superiori/Forza e massa, seconda legge della dinamica
** Terza legge della dinamicaFisica per le superiori/Terza legge della dinamica
** Cenni ai campi di forza
** Classificazione delle forze
** Lavoro ed EnergiaFisica per le superiori/Lavoro ed Energia
** Impulso e Momenti di una Forza
** Dinamica del punto materiale
** Dinamica relativa
** Dinamica dei sistemi
** Urti
Quarto anno
* Forze
** Forza pesoFisica per le superiori/Forza peso
** Forza elasticaFisica per le superiori/Forza elastica
* Corpo rigido
** Equilibrio del punto materiale
*** Corpo rigido su piano inclinato
** Somma di forza su un corpo rigido
** Momento di una forza rispetto a un puntoFisica per le superiori/Momento di una forza rispetto a un punto
** Momento di una coppia di forzeFisica per le superiori/Momento di una coppia di forze
* Fluidi
** PressioneFisica per le superiori/Pressione
** DensitàFisica per le superiori/Densità
** LiquidiFisica per le superiori/Liquidi
*** Legge dei vasi comunicanti
*** Legge di StevinoFisica per le superiori/Legge di Stevino
Quinto anno
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Spesso, al centro delle grandi ciminiere di molti impianti industriali viene collocato un filo metallico e viene applicata una differenza di potenziale tra il filo e la parete della ciminiera per trasformarla in una sorta di condensatore cilindrico. Salendo, i fumi di scarico devono attraversare il campo elettrico a lungo raggio del condensatore, che genera una forza di attrazione verso il filo centrale, su cui depositando, riducendo in modo sensibile le emissioni nocive nell’atmosfera.
Il principio utilizzato da questi dispositivi è un semplicissimo fenomeno di polarizzazione. Le particelle si comportano infatti proprio come le bacchette neutre del pendolo di torsione, descritto nel primo paragrafo di questa trattazione sull’elettrostatica, dove abbiamo osservato che i corpi carichi generano coppie di forse di mutua interazione con i corpi neutri.
Tuttavia, non possiamo sentirci del tutto sicuri di avere ancora compreso molto bene quel fenomeno, come potremmo riconoscere se solo ci provassimo a porre un paio di domande particolari, come queste:
* Un condensatore è un dispositivo formato da due superfici cariche, una di segno positivo e una di segno negativo: perché i fumi delle ciminiere sono attratti esclusivamente dal filo centrale, e non dalle pareti?
* Di che segno deve essere la carica del filo elettrico per generare il fenomeno?
La seconda domanda è particolarmente imbarazzante. I fumi sono composti da particelle elettricamente neutre, dunque non sono in grado distinguere il segno di un campo elettrico. D’altra parte, giocando con i pendoli di torsione, avevamo constatato che l’attrazione tra corpi neutri e corpi carichi è indipendente dal segno di questi ultimi e non è mai repulsiva.
Prima di arrivare a una spiegazione esaustiva dell’intero fenomeno, proviamo ad analizzare una seconda situazione, un po’ diversa da quella presente. Immaginiamo di studiare il comportamento di un camino un po’ anomalo, che possegga, in luogo della comune bocca di forma circolare, un corpo a sezione rettangolare, con uno dei due lati molto più esteso dell’altro. Immaginiamo anche di utilizzare questa geometria per realizzare un condensatore piano. In questo caso, le particelle di fumo si troveranno esposte a un campo elettrico perfettamente costante su tutto il proprio percorso. In queste condizioni, ciascuna particella verrà polarizzata, ma saranno applicate su di essa due forze uguali e contrarie.
L’unico comportamento possibile, per una carica neutra in un campo elettrico costante è una oscillazione nella direzione del campo elettrico, sotto l’azione di una coppia di forze con risultante nulla.
In conclusione, i fumi continueranno a salire, in un campo elettrico costante, come se il campo stesso non esistesse per nulla.
Ritorniamo finalmente al modello del nostro camino. Stiamo cominciando a capire che la causa della cattura non dipende dal segno del campo elettrico, ma dalla sua natura variabile nello spazio.
Nell’immagine a fianco, è rappresentato un insieme di linee di campo, proprie di un campo elettrico variabile. Nel mezzo è rappresentato un oggetto polarizzato. Come si può vedere, le cariche opposte sono distribuite in punti differenti dello spazio, nei quali il campo elettrico varia in intensità. Di conseguenza, la somma algebrica delle forze elettriche è diversa da zero, generando un moto che è sempre diretto verso la zona in cui il campo elettrico è più intenso.
I fumi del nostro camino, di conseguenza, si rivolgono sempre verso il filo centrale, quale che sia l’orientazione del campo, perché in prossimità del filo le linee di campo sono più dense.