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Elettricità, legge di Coulomb e campo elettrico


Elettricità deriva dal greco elektron e significa ambra. Strofinando una bacchetta con un panno, possiamo attirare pezzetti di carta, e possiamo dire che questi corpi sono stati elettrizzati.
Se proviamo ad avvicinare due bacchette di plastica o di due bacchette di vetro noteremo che si respingono, mentre una bacchetta di vetro e una di plastica elettrizzate si attirano.

L’elettricità vetrosa è dovuta ad un eccesso di elettricità, denominata positiva
L’elettricità resinosa è dovuta a una carenza di elettricità, denominata negativa
・è possibile caricare elettricamente alcuni corpi mediante strofinio
・il vetro strofinato acquista carica positiva
・l’ambra o la plastica, strofinate, acquistano carica negativa
・corpi con cariche dello stesso tipo si respingono
・corpi con cariche di tipo opposto si attraggono

I corpi che sono in grado di trasferire elettricità ad altri corpi sono detti conduttori. Altri materiali invece che non permettono il passaggio dell’elettricità sono detti isolanti.
L’atomo: lo spazio tra nucleo ed elettroni è vuoto, e l’atomo è neutro perchè il numero degli elettroni è uguale al numero dei protoni.
legge di conservazione della carica:
la carica totale, intesa come somma algebrica delle cariche positive e negative, rimane invariata.

Inoltre, la carica posseduta dai corpi è un multiplo intero di una carica fondamentale. Si dice quindi che la carica è quantizzata, perché può assumere solo valori multipli di una quantità elementare.

E’ possibile elettrizzare un corpo anche ponendolo a contatto con un altro corpo elettricamente carico, permettendo così il passaggio di cariche elettriche da un corpo all’altro.
Possiamo verificare se un corpo è elettrizzato attraverso uno strumento chiamato elettroscopio.
è un pallone di vetro con un tappo di chiusura in materiale plastico, nel quale è fissato il supporto delle foglioline di metallo laminato che termina con un disco metallico esterno. Se si porta un corpo a contatto, e le cariche sono dello stesso tipo, le foglioline si divaricano.
Poiché il corpo umano è un buon conduttore se tocchiamo con una mano un elettroscopio, le foglie si abbassano segnalando che la carica elettrica si è dispersa attraverso il nostro corpo fino a terra. Non si carica invece se usiamo guanti isolanti

E’ possibile elettrizzare un corpo anche per induzione elettrostatica.
Poniamo due sbarre metalliche scariche a contatto tra loro e colleghiamone le estremità a due elettroscopi, e avviciniamo una bacchetta di vetro elettrizzata a uno dei due. Le lamine dei due elettroscopi divergono segnalando la presenza di carica elettrica.
Avvicinando all’elettroscopio la bacchetta di vetro, carica + attiriamo elettroni dall’estremità più lontana determinando uno squilibrio di carica che provoca la divaricazione delle foglioline.
L’elettrizzazione di un corpo per induzione elettrostatica consiste in una redistribuzione delle cariche già presenti sul corpo.

Polarizzazione: Processo che determina una concentrazione di cariche normalmente contrapposte, in punti particolari, detti poli, tipico soprattutto dei fenomeni elettrici e magnetici.
L’attrazione tra la bacchetta e il corpo è indipendente dal tipo di carica della bacchetta; l’unica differenza sta nelle cariche più vicine che saranno sempre di tipo opposto a quelle della sbarretta. La polarizzazione quindi è la redistribuzione locale e temporanea delle cariche.

Legge di Coulomb

Coulomb formulò la legge fondamentale dell’elettrostatica. Misurando la forza elastica si può determinare il valore della forza di repulsione elettrostatica.

Il modulo della forza di attrazione o repulsione elettrostatica tra due corpi puntiformi carichi elettricamente è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche possedute dai due corpi e inversamente proporzionale a quadrato della loro distanza.

[math]F_e = k \cdot\frac{q_1\cdot q_2}{r^2}[/math]

・la direzione della forza è quella della congiungente i centri dei due corpi
・il verso è determinato dal segno delle cariche
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