Fisica

  • Materia: Fisica
  • Visto: 5805
  • Data: 01/11/2015
  • Di: Angela Ardizzone

Legge di Coulomb: definizione e dimostrazione

La legge di Coulomb: formula, definizione, dimostrazione ed esercizi svolti sulla forza fisica esercitata da una carica elettrica su un campo elettrico.

LEGGE DI COULOMB: DEFINIZIONE E DIMOSTRAZIONE

La legge di gravitazione universale afferma che: "due corpi, aventi una certa massa, interagiscono attirandosi con una forza che agisce lungo la congiungente i centri dei corpi con un intensità direttamente proporzionale alle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza".
Allo stesso modo per le cariche elettriche abbiamo che "due cariche si attraggono o si respingono con una forza che agisce lungo la congiungente i centri dei due corpi, con intensità direttamente proporzionale alle cariche e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza". Questo è l’enunciato della legge di Coulomb.
 

LEGGE DI COULOMB DEFINIZIONE E FORMULA

 La legge di gravitazione universale è molto simile nell’enunciato a quanto appena scritto, ma sostanzialmente sono molto diverse.
Prima di tutto la legge di gravitazione universale vale anche per corpi in movimento, invece la legge di Coulomb solo per cariche ferme; la massa ovviamente deve essere sempre positiva, invece le cariche possono essere anche si segno negativo; inoltre la forza di Coulomb è molto maggiore della forza gravitazionale che hanno le due cariche.

La formulazione della legge di Coulomb sta nell’espressione della forza scritta di seguito:

Legge di Coulomb

Dove q1 e q2 sono le cariche, misurate in coulomb [c]; d è la loro distanza [m]; k è la costante di Coulomb o costante di proporzionalità della forza elettrostatica definita come

Costante di Coulomb

Dove ε0 è la costante dielettrica nel vuoto, che vale 8,85∙10-12 C2/Nm2.
 

LEGGE DI COULOMB: ESERCIZIO SVOLTO

Nell’enunciato della legge di Coulomb si parla di due cariche (puntiformi e ferme) che si attraggono o respingono, in particolare c’è forza attrattiva tra cariche di segno opposto e forza repulsiva tra cariche dello stesso segno. 

 

Vediamo ora un esempio. Calcolare la forza che agisce su due cariche puntiformi di 2.0∙10-6 C e 1.0∙10-6 C alla distanza di 10 cm.

Basta applicare la semplice formula vista prima, ricordando che la costante di Coulomb vale 8.99∙109 Nm2/C2.

Legge di Coulomb: esercizio svolto

 

FORMULA INVERSA LEGGE DI COULOMB

La richiesta a volte può essere un po’ diversa come, per esempio, trovare la distanza note le cariche e la forza; in questo caso basta effettuare la formula inversa della legge di Coulomb.

 

Svolgimento esercizio Legge di Coulomb

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