Campi elettrici

La forza elettrica

Nel 1784 l'ingegnere francese Charles Augustin Coulomb (1736-1806 ), ispirandosi alla legge di gravitazione universale di Newton, determina la legge che regola l'attrazione e la repulsione tra due cariche elettriche.

attrazione_repulsione (5K) Legge di Coulomb
Due cariche puntiformi Q e q, poste a distanza d, si attirano o si respingono con una forza di intensità
F = k |Q| |q| / d2
La forza è attrattiva se le cariche hanno segno opposto, repulsiva se le cariche hanno segno concorde.

k è una costante che dipende dal mezzo (isolante) in cui sono immerse le cariche.

Mettiamo in relazione la legge di Coulomb con quella di Newton per individuarne analogie e differenze.

Due corpi puntiformi uguali di massa m e carica q sono posti nel vuoto a distanza d. Inserisci un valore per la massa, per la carica e per la distanza. Potrai constatare l'intensità della forza elettrica e di quella gravitazionale e il rapporto tra le due forze.

massa dei due corpi: kg

carica (in valore assoluto) dei due corpi: C

distanza tra i due corpi: m

A causa della grande differenza tra gli ordini di grandezza delle costanti, la forza elettrica è enormemente più intensa di quella gravitazionale.

Nei fenomeni in cui interviene la forza elettrica, quella gravitazionale può essere spesso trascurata.

Legge di NewtonLegge di Coulomb
F = G M m / d2F = k |Q| |q| / d2
La forza gravitazionale è inversamente proporzionale al quadrato della distanza d La forza elettrica è inversamente proporzionale al quadrato della distanza d
La forza gravitazionale è proporzionale al prodotto M m delle masse La forza elettrica è proporzionale al prodotto Q q delle cariche
Esiste un solo tipo di massaEsistono due tipi di cariche: quelle positive e quelle negative
La forza gravitazionale è sempre attrattiva La forza elettrica può essere attrattiva o repulsiva
G è una costante universalek è una costante che dipende dal mezzo in cui si trovano le cariche. E' massima nel vuoto.
Il valore numerico di G è molto piccolo (6,67 10-11 in unità SI) Il valore numerico di k è molto grande (9 109 nel vuoto, in unità SI)
Se i due corpi sono sferici, la forza gravitazionale si determina come se la massa fosse concentrata nel centro di massa dei corpi. Se i due corpi carichi sono sferici, la forza elettrica si determina come se la carica fosse concentrata nel centro di massa dei corpi.

Copyleft Ludovica Battista

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