Forza di Coulomb

La forza di Coulomb, nota anche come legge di Coulomb, descrive l'interazione elettrostatica tra particelle cariche elettricamente. Essa afferma che la forza tra due cariche puntiformi è:

• Direttamente proporzionale al prodotto delle magnitudini delle cariche.
• Inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra le cariche.
• Diretta lungo la linea che congiunge le due cariche.

Matematicamente, la legge di Coulomb è espressa come:

F = k * |q1 * q2| / r^2

Dove:

• F è la magnitudine della forza elettrostatica (in Newton, N).
• q1 e q2 sono le magnitudini delle cariche (in Coulomb, C).
• r è la distanza tra le cariche (in metri, m).
• k è la costante di Coulomb (circa 8.9875 × 10^9 N m^2/C^2). Talvolta viene espressa come k = 1 / (4 * pi * ε0), dove ε0 è la <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/permittività%20del%20vuoto">permittività del vuoto</a>.

Caratteristiche Importanti:

• Natura Attraente o Repulsiva: La forza è attrattiva se le cariche hanno segno opposto e repulsiva se hanno lo stesso segno.
• Forza Centrale: La forza agisce lungo la linea che congiunge le due cariche, il che significa che è una <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/forza%20centrale">forza centrale</a>.
• Forza Conservativa: La forza di Coulomb è una <a href="https://it.wikiwhat.page/kavramlar/forza%20conservativa">forza conservativa</a>, il che implica che il lavoro svolto da essa non dipende dal percorso, ma solo dalla posizione iniziale e finale.
• Applicabilità: La legge di Coulomb è valida per cariche puntiformi e, con alcune approssimazioni, per corpi carichi di forma sferica.

Confronto con la Legge di Gravitazione Universale di Newton:

Entrambe le leggi descrivono forze inverse al quadrato della distanza, ma ci sono differenze cruciali:

• La forza gravitazionale è sempre attrattiva, mentre la forza di Coulomb può essere attrattiva o repulsiva.
• La forza di Coulomb è generalmente molto più intensa della forza gravitazionale per particelle elementari.

Applicazioni:

La legge di Coulomb è fondamentale per comprendere una vasta gamma di fenomeni, tra cui:

• La struttura degli atomi e delle molecole.
• Il legame chimico.
• Il comportamento dei circuiti elettrici.
• La formazione di cristalli.