Concetti Chiave
- La legge di Coulomb descrive la forza tra due cariche nel vuoto come proporzionale al prodotto delle cariche e inversamente proporzionale al quadrato della distanza.
- La costante di proporzionalità nel vuoto è [math] k_0 = 8,99 \cdot 10^9 \frac{Nm^2}{C^2} [/math], ma varia in altri mezzi come l'aria.
- Un esempio pratico considera due cariche [math] Q_1 = 2,0 \cdot 10^{-6} C [/math] e [math] Q_2 = -1,5 \cdot 10^{-5} C [/math] poste a 3,0 cm di distanza nel vuoto.
- L'intensità della forza risultante tra queste cariche è calcolata come -300 N, indicando una forza attrattiva.
- Il segno negativo della forza conferma che le cariche opposte si attraggono secondo la fisica classica.
Questo appunto propone un esercizio propedeutico al concetto di forza elettrica. Infatti, secondo la legge di Coulomb date due cariche
[math] q_1, q_2 [/math]
nel vuoto, esse sono soggette a una forza:[math] F = k_0 \frac{q_1 q_2}{d^2} [/math]
[math] k_0 [/math]
è una costante che vale [math] 8,99 \cdot 10^9 \frac{Nm^2}{C^2} [/math]
nel vuoto e, chiaramente, assume altri valori in altri mezzi (come ad esempio, l'aria). [math] d [/math]
rappresenta invece la distanza tra le due cariche.Vediamo tale concetto con un esercizio di esempio:
Testo dell'esercizio
Due cariche[math] Q_1 = 2,0 \cdot 10^{-6} C [/math]
e [math] Q_2 = -1,5 \cdot 10^{-5} C [/math]
sono poste nel vuoto alla distanza di [math] 3,0 cm [/math]
.Calcolare l'intensità della forza con cui si attraggono.
Svolgimento dell'esercizio
Per prima cosa trasformiamo i dati nelle giuste unità di misura, osserviamo che[math] 3,0 cm = 3,0 \cdot 10^{-2} m [/math]
.Conoscendo il valore delle due cariche e la distanza fra esse, per trovare la forza cui sono soggette applichiamo la formula vista prima:
[math] F = k_0 \cdot \frac{Q_1 Q_2}{r^2} \to F = 8,99 \cdot 10^9 \frac{N \cdot m^2}{C^2} \cdot \frac{2,0 \cdot 10^{-6} C \cdot (-1,5 \cdot 10^{-5} C)}{(3,0 \cdot 10^{-2} m)^2} = -300 N [/math]
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
