Cariche appese ad un filo

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Simone256
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Cariche appese ad un filo

Messaggio da Simone256 » 21 ago 2013, 12:17

Propongo questo problema perché ho un dubbio sulla derivazione finale quindi ne approfitto per vedere i vostri risultati :)

Due palline uguali di massa sono appese con fili di seta di lunghezza e hanno uguale carica ; respingendosi fanno in modo che ciascun filo di seta formi un angolo con la verticale. Si assuma sufficientemente piccolo per permettersi la semplificazione . Si dimostri che la distanza tra le masse cariche all'equilibrio è

Ora si assuma che entrambe le masse perdano carica in ragione , si determini la velocità istantanea con la quale esse inizieranno ad attrarsi.
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gilgamesh
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Re: Cariche appese ad un filo

Messaggio da gilgamesh » 21 ago 2013, 20:05

Per quanto riguarda la prima parte chiamo la forza di Coulomb agente sulle sferette, la tensione del filo che trattiene la sferetta e la forza peso della stessa.
Per la condizione di equilibrio posso scrivere:





Imponendo e ottengo:




A questo punto la mia idea è questa (spero non sia tutto sbagliato :) ):

-ricavo



-la legge oraria della singola sferetta



-derivo per ricavare



-limite per per ottenere la velocità istantanea:



spero di non aver commesso errori !

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Simone256
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Re: Cariche appese ad un filo

Messaggio da Simone256 » 21 ago 2013, 23:47

Il risultato è uguale al mio anche se ho usato un procedimento diverso :)
Domani mi faccio di nuovo vivo che ho voglia di approfondirlo 'sto problema... Ora però mi sto proprio addormentando :mrgreen:
Grazie e a domani!
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Simone256
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Re: Cariche appese ad un filo

Messaggio da Simone256 » 22 ago 2013, 23:40

Premetto che di analisi non ne so molto... Ne faccio un uso strettamente pratico e spesso rischio di sbagliare :|
Ho provato a calcolare la derivata rispetto al tempo della distanza d utilizzando la formula ricavata nel primo punto, e infine dividere per 2 visto che entrambe le cariche si avvicinano.

Poiché ogni valore è costante isolo la carica q:



Ora qui vado un po' in crisi...
Io so che ma sto cercando ...
Io ho fatto una cosa... Ma l'ho completamente inventata... Il risultato mi sembra uguale al tuo ma forse è una completa coincidenza... Di sicuro c'è un metodo più corretto per farlo, in ogni caso provo a scrivere lo schifo che mi è venuto in mente :?:

Sappiamo che , sostituiamo nella seconda:
... E ora viene la cosa un po assurda... Ho pensato che il rapporto tra i differenziali possa essere il rapporto tra le derivate... A logica mi sembrava sensato... Il risultato finale diventa:


Infilandolo nella relazione iniziale otteniamo:


Il risultato è quello... Qui sarebbe in funzione di q però... Ho forti dubbi :mrgreen:
Adesso provo a riguardarmi il tuo procedimento! :)
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gilgamesh
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Re: Cariche appese ad un filo

Messaggio da gilgamesh » 23 ago 2013, 9:40

Simone256 ha scritto: Il risultato è quello... Qui sarebbe in funzione di q però... Ho forti dubbi :mrgreen:
Adesso provo a riguardarmi il tuo procedimento! :)
In sostanza l'idea iniziale è la stessa, vuoi calcolare . Quindi tutto sta nel trovare la legge che dia la dipendenza della carica dal tempo.
Questa legge è banalmente . Evitando tortuosi passaggi attraverso vari differenziali , è quindi sufficiente sostituire la legge appena trovata nell'equazione iniziale. A quel punto calcolare la derivata diventa una banalità :)

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Simone256
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Re: Cariche appese ad un filo

Messaggio da Simone256 » 23 ago 2013, 11:55

Ok il tuo ragionamento è chiarissimo grazie :)
Quello che ho scritto sopra con le varie operazioni fra i differenziali dici che è meglio dimenticarselo?
Intanto posto un nuovo problema interessante :)
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Re: Cariche appese ad un filo

Messaggio da gilgamesh » 23 ago 2013, 13:00

Simone256 ha scritto: Quello che ho scritto sopra con le varie operazioni fra i differenziali dici che è meglio dimenticarselo?
Penso che operare in questo modo con i differenziali possa portare a gravi errori in alcuni casi. Oltretutto , se ci si trova davanti un problema del genere in una gara, è necessario formalizzare ogni passaggio e potresti complicarti la vita non di poco!
Simone256 ha scritto:Intanto posto un nuovo problema interessante :)
Appena posso ci do un'occhiata ;)

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Re: Cariche appese ad un filo

Messaggio da Cesare » 24 ago 2013, 22:37

gilgamesh ha scritto: Imponendo e ottengo:
L'angolo è rispetto alla verticale, l'"ipotenusa" è e il "cateto opposto" è , quindi , quindi ti manca un fattore due... Io ho usato la conservazione dell'enegia e l'approssimazione valida per piccoli

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Re: Cariche appese ad un filo

Messaggio da Simone256 » 24 ago 2013, 22:41

Nono il cateto opposto è :)
è la distanza tra le due cariche
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Re: Cariche appese ad un filo

Messaggio da Cesare » 24 ago 2013, 22:49

Oh santi numi, che rimbambito XD

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