Tutti gli esercizi del capitolo, svolti passo-passo, in ordine di comparsa nel capitolo: prima l’esercizio guidato nel testo, poi i problemi di fine capitolo (numerici, concettuali, ranking, grafici, dimensionali, stime di Fermi) e infine gli esercizi supplementari (drill, inversi, sintesi, sfide e fantafisica).
Esercizio svolto nel testo
Problemi di fine capitolo
- Potenziale di una carica puntiforme a 1 m
- Campo di una carica puntiforme a 9 cm
- Segno della carica dalle linee di campo
- Flusso attraverso una carica esterna
- Potenziale di due cariche nel punto medio
- Condensatore piano: capacità, carica, energia
- Densità di energia in un temporale
- Verifica dimensionale della densità di energia
- Energia e potenza di un defibrillatore
- Schermo e carica in un conduttore cavo
- Ranking di potenziali
- Dal grafico al segno delle cariche
- Leggere le linee di campo
- Dipolo e carica di prova
- Disegna le equipotenziali
- Quale grafico di E(r)
- Energia del campo nel condensatore
- Resistori in poliedro
- Potenziale di una carica di 10 nC
- Differenza di potenziale e lavoro
- Capacità e carica di un condensatore
- La scossa in auto e la gabbia di Faraday
- Ranking di energia tra condensatori
- Vero o falso su campo e potenziale
- Energia di un condensatore
- Differenza di potenziale nube-suolo
- Armature allontanate a batteria staccata
Esercizi supplementari
- Drill: distanza per un dato campo
- Drill: potenziale nel punto medio
- Drill: lavoro nello spostamento di carica
- Le linee di campo non si incrociano
- Equipotenziali e linee di campo perpendicolari
- Ranking del campo a varie configurazioni
- Campo di tre cariche in serie
- Dal campo al raggio sferico
- Dal potenziale alla carica
- Fantafisica: Coulomb 1/r³
- Fantafisica: elettrostatica in 2D
- Dipolo elettrico sull'asse
- Capacità equivalente di tre condensatori
- Schermatura elettrostatica in auto
- Dielettrico in un condensatore
- Campo sull'asse di un anello
- Stima Fermi: shock elettrostatico
- Stima Fermi: energia di una nuvola
- Campo di un cubo carico
- Lavoro per separare due cariche
- Campo dentro un conduttore
- Ranking di condensatori con geometrie diverse
- Dall'energia accumulata alla tensione
- Due condensatori carichi collegati
- Dipolo in campo uniforme
- Fantafisica: protoni con massa doppia
- Caricamento di un condensatore
- Capacità di un condensatore cilindrico
All the exercises of the chapter, worked through step by step, in the order they appear in the chapter: first the worked example in the text, then the end-of-chapter problems (numerical, conceptual, ranking, graphical, dimensional, Fermi estimates) and finally the supplementary exercises (drill, inverse, synthesis, challenges and speculative physics).
Worked example in the text
End-of-chapter problems
- Potential of a point charge at 1 m
- Field of a point charge at 9 cm
- Sign of the charge from the field lines
- Flux through an external charge
- Potential of two charges at the midpoint
- Parallel-plate capacitor: capacitance, charge, energy
- Energy density in a thunderstorm
- Dimensional check of the energy density
- Energy and power of a defibrillator
- Shielding and charge in a hollow conductor
- Ranking potentials
- From the graph to the sign of the charges
- Reading the field lines
- Dipole and test charge
- Draw the equipotentials
- Which graph of E(r)
- Field energy in the capacitor
- Resistors on a polyhedron
- Potential of a 10 nC charge
- Potential difference and work
- Capacitance and charge of a capacitor
- The shock in a car and the Faraday cage
- Ranking energy among capacitors
- True or false about field and potential
- Energy of a capacitor
- Cloud-to-ground potential difference
- Plates pulled apart with the battery disconnected
Supplementary exercises
- Drill: distance for a given field
- Drill: potential at the midpoint
- Drill: work in moving a charge
- Field lines never cross
- Equipotentials and field lines are perpendicular
- Ranking the field for various configurations
- Field of three charges in a line
- From the field to the spherical radius
- From the potential to the charge
- Speculative physics: Coulomb 1/r³
- Speculative physics: electrostatics in 2D
- Electric dipole on the axis
- Equivalent capacitance of three capacitors
- Electrostatic shielding in a car
- Dielectric in a capacitor
- Field on the axis of a ring
- Fermi estimate: electrostatic shock
- Fermi estimate: energy of a cloud
- Field of a charged cube
- Work to separate two charges
- Field inside a conductor
- Ranking capacitors with different geometries
- From stored energy to voltage
- Two charged capacitors connected together
- Dipole in a uniform field
- Speculative physics: protons with double mass
- Charging a capacitor
- Capacitance of a cylindrical capacitor