Quesito 4 - Testo e soluzione
Ecco il quesito 4 della simulazione della seconda prova di fisica del 25 ottobre 2016 per il Liceo Scientifico. Qui trovi il testo e lo svolgimento con spiegazione del quesito, suggerimenti e osservazioni per trovare la soluzione nel modo corretto!
Il quesito 4 della simulazione della seconda prova di fisica del 25 ottobre 2016 chiede di determinare l'intensità del campo magnetico medio indotto. Che cosa devi ripassare per rispondere nel modo corretto?
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Un’antenna ricevente semplificata è costituita da una spira di rame di forma quadrata. Il lato della spira misura £$20 \, cm$£ e le sue estremità sono collegate ad un voltmetro. Quest’ultimo è impostato in modo da fornire il valore efficace della £$f_{e.m.}$£ ai capi della spira, ovvero $$(f_{e.m.})_{eff} = \frac{(f_{e.m.})_{max} }{\sqrt{2}}$$ dove £$(f_{e.m.})_{max}$£ è il valore massimo di una £$f_{e.m.}$£ alternata.
L’antenna ricevente è posta a £$100 \, m$£ dall’antenna di una radio ricetrasmittente. Quest’ultima è del tipo utilizzato dai radioamatori. Queste radio trasmettono ad una frequenza di £$27 \, MHz$£ e la legge impone loro di trasmettere con una potenza non superiore a £$4 \, W$£ per non disturbare la ricezione delle trasmissioni radiofoniche e televisive. Talvolta i radioamatori non rispettano questo limite e trasmettono con potenze che possono arrivare a £$200\, W$£. Si vuole stabilire se la ricetrasmittente in esame rispetta il limite di potenza imposto dalla legge.
Il nostro voltmetro misura il massimo della £$f_{e.m.}$£ quando il piano della spira è parallelo alla direzione di propagazione dell’onda e perpendicolare al campo magnetico, come mostrato in figura.
Il valore efficace di questa £$f_{e.m.}$£ è di £$12,5 \, mV$£. Qual è la potenza emessa dall’antenna della ricetrasmittente?
Che cosa chiede il quesito 4
Per rispondere al quesito è necessario ripassare le grandezze che caratterizzano le onde elettromagnetiche, la legge di Faraday-Neumann e la relazione tra intensità e potenza emessa. Poiché si tratta di grandezze alternate bisogna considerare i valori efficaci.
