Lavoro ed energia potenziale
Lavoro svolto dal campo
Consideriamo il campo generato da una carica puntiforme q:
E = 1/4πε0 q/r2 r [r = distanza dalle cariche]
Mettiamo una carica q0 nel campo:
F = q0 • E
Spostiamo la carica dal punto r1 al punto r2. Il lavoro fatto dalla forza del campo è:
L = ∫r1r2 F • ds = ∫r1r2 q • q0/4πε0 r • ds = ∫r1r2 q • q0/4πε0 dr/r2
= q0 • q/4πε0 [-1/r] r1r2 = q0 • q/4πε0 (1/r1 - 1/r2)
Il lavoro non dipende dal percorso, ma solo dallo stato finale e da quello iniziale. La forza elettrostatica è conservativa, quindi si può definire l'energia potenziale elettrostatica.
NB: Dato il principio di sovrapposizione, le conclusioni sono valide qualunque sia il numero di cariche.