La legge di Coulomb
La legge che esprime l'intensità della forza elettrica che si esercita tra due particelle puntiformi cariche, rispettivamente di carica q₁ e q₂, a riposo, poste a una distanza r è data da:
F = k |q₁| |q₂| / r²
Tale formula esprime la legge di Coulomb. L'unità di misura della carica è il coulomb (C). Tale unità è definita come la carica che scorre in un secondo attraverso un conduttore percorso dalla corrente di un ampere:
dq = i dt (1 C = 1A * 1s)
La costante k, per definizione, risulta:
k = 1 / 4πε₀ ≈ 8,98 x 10⁹ N m² / C²
Dove ε₀ prende il nome di costante dielettrica del vuoto ed è pari a:
ε₀ ≈ 8,85 x 10-12 C² / N m²
La carica libera più piccola è quella dell'elettrone e risulta:
|e| ≈ 1.60 x 10-19 C
La forza è una grandezza di natura vettoriale. Nel caso della legge di Coulomb, il verso della forza è determinato dal segno delle due cariche. Supponiamo di avere due cariche puntiformi di valore q1 e q2 poste a una distanza r l'una dall'altra. Se r̂21 rappresenta il versore diretto da q2 a q1, allora la forza elettrica esercitata su q2 per effetto di q1 è:
F⃗21 = (1/4πε0) (q1q2/r2) r̂21
In accordo con la terza legge di Newton, segue che la forza agente su q1 per effetto di q2 è:
F⃗12 = - (1/4πε0) (q1q2/r2) r̂21 = -F⃗21 essendo r̂21 = -r̂12
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Quesiti e problemi svolti (6) Carica elettrica e legge di Coulomb
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