robertofilippi63_at_gmail.com ha scritto:
> Un protone si muove con velocità v parallelamente ad un filo
> rettilineo percorso da corrente elettrica. La velocità del protone è
> concorde con il verso della corrente. Descrivi il fenomeno (e le
> forze che agiscono) dal punto di vista del laboratorio e dal punto di
> vista del protone.
>
> Riferimento inerziale del laboratorio:
> Per un osservatore solidale al laboratorio il filo conduttore è in
> quiete.
>
> Nella zona circostante si crea un campo magnetico a causa della
> corrente che scorre nel filo. Il protone si trova quindi a viaggiare
> in un campo magnetico e risente della forza di Lorentz che lo attira
> verso il filo che lo fa muovere con moto elicoidale .
In generale non si trattera' di un moto propriamente elicoidale,
a causa della non uniformita' del campo magnetico.
>
> Riferimento inerziale del protone:
>
> Per un osservatore solidale al protone, esso è naturalmente immobile.
> Nonostante questo l'osservatore registra l'esistenza di una forza
> attrattiva che sposta il protone verso il filo conduttore.
> Di che tipo è questa forza attrattiva?
>
> Poiché su una carica in quiete non può agire la forza di Lorentz
> perché il protone ha velocità nulla, l'osservatore deve concludere
> che il protone risente dell'effetto di una forza elettrica.
> Da dove ha origine questa forza elettrica, se il filo è
> complessivamente neutro?
Il filo, per ipotesi, e' neutro nel riferimento del laboratorio,
ma allora risulta non neutro nel riferimento del protone...
Consideriamo un modello (irrealistico) semplice per cui
nel riferimento del laboratorio e' presente una densita'
di carica lineare negativa in quiete -l e una uguale e
opposta positiva l avente velocita' v (quindi con lo stesso
verso della corrente), sia gamma = 1 / sqrt(1 - v^2/c^2)
il fattore di contrazione relativistica, allora nel riferimento
S' di quiete delle cariche positive la corrispondente densita'
di carica positiva e' l / gamma, se ad es. il protone a un certo
istante di tempo ha velocita' v uguale a quella delle cariche
positive allora nel suo riferimento di quiete che e' S' la
densita' di carica risulta:
-l gamma + l / gamma,
che e' complessivamente negativa, quindi il protone
in S' risulta soggetto a una forza elettrica totale che
lo attrae verso il filo.
Ciao
--
Giorgio Bibbiani
Received on Fri Jul 14 2017 - 12:50:13 CEST