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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.
Legge di CoulombDue 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.
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 Newton | Legge di Coulomb |
| F = G M m / d2 | F = 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 massa | Esistono 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 universale | k 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. |
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Copyleft Ludovica Battista