sommario di Fisica b

Newton introdusse per la forza di gravitazione universale

fra due particelle con massa e separate da una

m ed m

1 2

distanza r.

Vale a dire:

m m

1 2

F=G 2

r

Dove G è la costante gravitazionale.

Entrambe sono leggi che dipendono dall’inverso del

quadrato della distanza, ed entrambe coinvolgono una

proprietà di interazione delle particelle, la massa in un caso

e la carica nell’altro.

Una differenza tra le due leggi è che le forze gravitazionali

sono sempre attrattive, mentre le forze elettrostatiche

possono essere attrattive o repulsive secondo che le due

cariche abbiano segno opposto o uguale.

Questa differenza segue dal fatto che, se da un lato si ha

un solo tipo di massa, dall’altro abbiamo due tipi di carica

(e per questo abbiamo introdotto i moduli nella prima

equazione, mentre sono superfici nella seconda equazione.

La legge di coulomb continua a essere valida poiché

nessuna eccezione è mai stata trovata. È valida persino per

l’atomo, descrivendo in modo corretto la forza tra il nucleo

carico positivamente e ciascuno degli elettroni carichi

negativamente, sebbene la meccanica classica newtoniana

sia insufficiente in questo ambito e venga sostituita dalla

fisica quantistica. Questa semplice legge tiene anche

correttamente in conto le forze che legano gli atomi tra di

loro nel formare le molecole e le forze che si esercitano tra

gli atomi e le molecole insieme per formare i solidi e i

liquidi.

L’unità di carica del SI è il coulomb (C). Avendo a che fare

per ragioni pratiche con misure molto precise, l’unità di

carica deriva dall’unità di corrente elettrica del sistema

internazionale Si, chiamata ampere (A): la corrente è il

dq

rapporto con cui la carica transita attraverso un certo

dt

punto o una certa regione di spazio.

La corrente elettrica, è espressa come:

dq

i , in cui dq (in coulomb) è la quantità di carica in

¿ dt

transito nell’intervallo di tempo dt (in secondi) per effetto

della corrente i (in ampere).

1 C = (1 A) (1 s).

La costante elettrica k, è espressa come:

1

k = = 8,99 x N

9 2 2

/C

10 m

40

La legge di Coulomb diventa quindi:

q . q

1

F= 1 2

2

40 r

Con chiamata costante dielettrica del vuoto e vale 8,85

0

x −12 2 2

/m

10 C N

I due teoremi del guscio sferico:

Un guscio sferico di carica uniforme attrae o respinge una

particella carica fuori dal guscio stesso come se tutte le

cariche del guscio sferico fossero nel suo centro.

Un guscio sferico di carica uniforme non esercita alcuna

forza elettrostatica su una particella carica posta entro il

guscio.

Conduttori sferici