SNS fisica 2016 problema 1

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guido
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Re: SNS fisica 2016 problema 1

Messaggio da guido » 30 ago 2016, 17:10

per Dedalo: e perchè gli ioni non si spostano in modo da annullarlo?

Dedalo
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Re: SNS fisica 2016 problema 1

Messaggio da Dedalo » 30 ago 2016, 17:48

perchè agisce anche il campo gravitazionale... ogni ione è sottoposto sia alla forza elettrica che a quella gravitazionale.Se la somma vettoriale delle due è nulla lo ione sta bene dov'è, se invece una è più grande dell'altra lo ione si sposta dalla posizione che occupa... quindi bisogna sostanzialmente imporre che nella configurazione di equilibrio l'energia potenziale abbia un minimo, e da questa equazione a me è uscito il valore di E=(M-m)*g/q

guido
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Re: SNS fisica 2016 problema 1

Messaggio da guido » 31 ago 2016, 11:17

Capisco lo spirito del tuo ragionamento ma non mi torna la conclusione a causa del fatto che il peso è verso il basso per entrambi gli ioni mentre il campo, sia che sia verso l'alto che verso il basso (perchè generato poi?), ha effetti opposti per cui grosso modo se equilibra il peso di uno squilibra quello dell'altro. Nel tuo caso sembra diretto verso l'alto e avrebbe il risultato di scambiare le forze peso che continuerebbero ad essere dirette verso il basso. Infatti
sui + la risultante è Mg-mg-Mg= -mg, sui - è -Mg+mg-mg= -Mg. Sembrerebbe che i - tendessero verso il basso più dei + creando un campo opposto a quello da te ipotizzato....
E allora ritorna la domanda: come fanno ad addensarsi con segni diversi in modo da creare E?

asdfg
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Re: SNS fisica 2016 problema 1

Messaggio da asdfg » 4 set 2016, 9:48

Rinnovo questa discussione...nessuno ha risolto i problemi 1 e 3? :|

guido
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Re: SNS fisica 2016 problema 1

Messaggio da guido » 4 set 2016, 11:16

Io avevo dato la mia soluzione di questo problema 1 che nessuno ha poi criticato. Se vuoi farlo tu mi fai piacere.

Tatakai
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Re: SNS fisica 2016 problema 1

Messaggio da Tatakai » 10 set 2016, 16:40

Visto che siamo in stallo posto un aggiornamento: non è il massimo (e poi spiego perchè) ma almeno dà un'idea qualitativa.
Parto dall'equazione di Bernoulli nel caso di un fluido che non scorre. I campi in gioco sono g diretto verso il basso e E con verso incognito. La pressione del gas a quota z è dovuta al gas che sta sopra + una costante che ignoro. Siano la densità del gas a quota z e la densità di carica. Vale dunque

Faccio i due casi z=0 in cui ho la pressione dovuta a tutto il gas e z=h dove invece non ho gas sovrastante e l'integrale è nullo

Ora per la parte truccosa: suppongo il cilindro diviso in 2 strati orizzontali di densità omogenea uguale alla densità rispettivamente a z=0 e z=h. Per farla fatta bene avrei bisogno di scrivere tutte le funzioni di z come rette visto che tanto h è piccolo e le posso linearizzare tutte; quando ci cavo le zampe posto anche quello :ugeek: .
Se è e è si ha che l'integrale sopra è . Dividendo per hg tutti i membri
Se la carica in alto è positiva e negativa sotto allora il campo E è verso il basso, perciò positivo (stesso verso di g, presa positiva). Se invece la carica in alto è negativa, E cambia verso e segno. Dunque è sempre positivo (o nullo). A lato sinistro ho la media aritmetica fra i due rho; a lato destro ho una quantità maggiore di . Allora . Perciò cariche positive più massicce in basso e quelle leggere negative in alto. Da qui si può anche ricavare . Ancora più truccosamente potrei passare dalle densità ai valori per le singole particelle (PV=NkT, da cui il numero di particelle in un volume dipende dalla pressione, ma sto solo stimando approssimando qui la pressione come uniforme). Si ricaverebbe allora . Ovviamente E è verso l'alto visti i segni delle cariche.

EDIT: osservo inoltre che, se impongo che tutte le quantità significative siano costanti o varino linearmente, si ha che dove deltaN/A*deltaz è il numero di particelle in un volumetto cilindrico di spessore deltaZ e mu è la media pesata delle masse (cioè se ci sono solo masse m sarà m, se ci sono solo masse M sarà M, se sono in egual numero m e M sarà la media aritmetica ecc..). mu e rho devono variare per forza con la quota, e se impongo che varino linearmente allora deduco che c'è lo stesso numero di particelle in ogni volumetto, da cui pressione costante ovunque. Sfortunatamente c'è un po' di contraddizione dato che, se la pressione è davvero costante ovunque, il campo elettrico deve essere nullo contro le deduzioni di prima

tiz97
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Re: SNS fisica 2016 problema 1

Messaggio da tiz97 » 10 set 2016, 17:48

guido ha scritto:Visto che ho ancora un anno per pensare al test voglio sparare anch'io la mia cazzata. Il peso degli ioni non ha importanza perchè per i pesanti la forza è maggiore ma anche la massa lo è per cui -g è uguale per tutti e non c'è ragione di ritenere che i pesanti vadano in basso e i leggeri in alto. Credo che siamo indotti a pensare così dal caso idrostatico (acqua, olio e spinta di Archimede) ma in questo caso non c'entra nulla. Quindi la gravità è simmetrica e non divide gli ioni. Anche da un punto di vista elettrostatico: se si generasse una polarizzazione con eccesso di cariche di un segno in una zona e di un altro in un'altra il campo elettrico relativo rimischierebbe gli ioni fino ad annullarsi. La mia conclusione è che in ogni volume interno tanti sono i positivi quanti i negativi e il campo elettrico è nullo.
Concordo pienamente. Dopo averci rimuginato un po', ricordo di essermi ricordato di Galileo ed aver scritto più o meno così:

"Gli ioni sono distribuiti omogeneamente perchè l'accelerazione gravitazionale (in cinematica non c'entrano niente le forze, ndp) è uguale per tutti ed il loro potenziale elettrico è attrattivo. Tutt'al più sono più densi in basso secondo la legge di Stevino (Ed ho scritto Stevino e non Stevin, cosa che mi sarà costata 10 pt :lol: ) ma con costante omogeneità di tipologia. Dunque la ddp sarà nulla ed anche il campo elettrico all'interno"

Tatakai
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Re: SNS fisica 2016 problema 1

Messaggio da Tatakai » 10 set 2016, 17:51

Facciamo una colletta e compriamo un po' di idrogeno ionizzato così facciamo l'esperimento? :lol: :lol:

tiz97
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Re: SNS fisica 2016 problema 1

Messaggio da tiz97 » 10 set 2016, 18:10

Tatakai ha scritto:Facciamo una colletta e compriamo un po' di idrogeno ionizzato così facciamo l'esperimento? :lol: :lol:
Subito ahahah

Comunque anche seguendo i tuoi calcoli mi trovo che dovrebbe essere omogeneo, però non saprei risponderti matematicamente... a quest'ora sono troppo stanco ahahah

Ricordi per caso la legge delle pressioni parziali di Dalton? Mi sembra che lui abbia dimostrato una cosa come l'omogeneità di una miscela di gas con diverso peso specifico...

tiz97
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Re: SNS fisica 2016 problema 1

Messaggio da tiz97 » 10 set 2016, 18:11

E poi gli usciva tipo una legge
Ptot=sommatoria (Pcomponente)
perchè tutti gli altri termini si annullavano

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