Legge di Coulomb

In l'articulu annantu à carica elettrica Cristescu tipi di carica elettrica Si spiega chì e cariche elettriche listesse si respinghjenu mentre chì e cariche elettriche diverse si attraenu. In altre parolle, l'uggetti carichi pusitivamente attraenu l'uggetti carichi negativamente, l'uggetti carichi pusitivamente respinghjenu l'uggetti carichi pusitivamente, è l'uggetti carichi negativamente respinghjenu l'uggetti carichi negativamente. Stu fenomenu mostra l'esistenza di una forza elettrica chì agisce nantu à l'uggetti carichi pusitivamente è l'uggetti carichi negativamente. Quali fattori influenzanu a magnitudine di a forza elettrica trà l'uggetti carichi elettricamente ?

U fisicu francese Charles Coulomb (1736-1806) hà realizatu una seria d'esperimenti in l'anni 1780 per investigà i fattori chì influenzanu a magnitudine di a forza elettrica trà l'uggetti carichi elettricamente. L'apparecchiu utilizatu da Coulomb era simile à quellu utilizatu da Cavendish per investigà a costante gravitazionale, chjamata bilancia di torsione. Coulomb hà investigatu a forza elettrica, dunque hà utilizatu duie palle di metallu caricate elettricamente, mentre chì Cavendish hà investigatu a forza gravitazionale, dunque hà utilizatu duie palle di massa micca caricate elettricamente.

Cumu funziona una scala di coppia  

 
U funziunamentu di una scala di coppia hè ligatu à u sughjettu coppia o mumentu di forza in u capitulu dinamica rotazionale.
U spaziu in a bilancia di torsione hè vacuum per impedisce à a carica elettrica nantu à a palla solida di trasferisce si à l'aria. A determinazione di a quantità di carica elettrica nantu à a palla solida hè fatta cù u metudu seguente. Inizialmente, a palla solida A hè caricata elettricamente per conduzione o attritu. A palla solida A chì hè stata caricata elettricamente hè cunnessa à a palla solida B chì hè sempre neutra aduprendu un cunduttore elettricu finu à chì a carica elettrica di a palla solida A hè divisa uniformemente cù a palla solida B. Se a quantità di carica elettrica di a palla solida A hè ½, allora a quantità di carica elettrica di a palla solida B hè ½. Dopu, a palla solida B è a palla solida C sò cunnesse cù un cunduttore elettricu finu à chì a carica elettrica di a palla solida B hè divisa uniformemente cù a palla solida C. Se a quantità di carica elettrica di a palla solida B hè ¼, allora a quantità di carica elettrica di a palla solida C hè ¼. A quantità di carica elettrica è u tipu di carica elettrica di a palla solida 1 è di a palla solida 2 sò ottenuti in questu modu.

A sfera solida 1 è a sfera solida 2 sò caricate elettricamente in modu chì e duie sfere solide si respingenu se e duie sfere anu a stessa carica elettrica o si attraenu se e duie sfere anu cariche elettriche diverse. L'esistenza di una forza attrattiva o repulsiva trà e duie sfere solide caricate elettricamente face chì a sfera solida 2 roti. L'angulu di viaghju di a sfera solida 2 hè misuratu per determinà a forza elettrica chì agisce nantu à e duie sfere solide.

Fattori chì influenzanu a forza elettrica

Basatu annantu à esperimenti realizati cù una bilancia di torsione, Coulomb hà scupertu parechje cose.
– In questu esperimentu, a distanza trà e duie palle solide hè sempre a listessa. Quandu a quantità di carica elettrica nantu à a palla solida 1 hè 1 è a quantità di carica elettrica nantu à a palla solida 2 hè 1, allora a forza elettrica chì agisce nantu à e duie palle solide hè 1. Quandu a quantità di carica elettrica nantu à a palla solida 1 hè 2 è a quantità di carica elettrica nantu à a palla solida 2 hè 2, allora a forza elettrica chì agisce nantu à e duie palle solide hè 4. Coulomb hà cunclusu chì a magnitudine di a forza elettrica chì agisce nantu à e duie palle solide hè proporzionale à u pruduttu di a quantità di carica nantu à e duie palle solide (F ≈ q₁ q₂).
– In questu esperimentu, a quantità di carica nantu à e duie palle solide hè sempre a listessa. Sè a distanza trà e duie palle solide hè 1, allora a forza elettrica chì agisce nantu à e duie palle solide hè 1. Sè a distanza trà e duie palle solide hè 2, allora a forza elettrica chì agisce nantu à e duie palle solide hè ¼. Coulomb hà cunclusu chì a magnitudine di a forza elettrica chì agisce nantu à e duie palle solide hè inversamente proporzionale à u quadratu di a distanza (F ≈ 1 / r²)

Legge di Coulomb

A lege di Coulomb hè una lege di fisica chì spiega a relazione trà a forza elettrica, a carica elettrica è a distanza trà e cariche. Sta lege hè stata furmulata basendu si nantu à l'esperimenti di Coulomb, cum'è spiegatu in l'articulu precedente.

Legge di Coulomb afferma chì a magnitudine di a forza esercitata da una particella carica elettricamente nantu à un'altra particella carica elettricamente hè direttamente proporzionale à u pruduttu di a somma di e cariche di e duie particelle è inversamente proporzionale à u quadratu di a distanza trà e duie particelle caricate elettricamente. Sta forza agisce longu una linea retta chì cunnetta e duie particelle. A forza elettrica hè repulsiva se e cariche elettriche di e duie particelle sò listesse è a forza elettrica hè attrattiva se e cariche elettriche di e duie particelle ùn sò micca listesse.

A lege di Coulomb pò esse espressa in l'equazione matematica:
Descrizzione di a formula:
F₁₂ = forza elettrica trà a particella 1 è a particella 2
q₁ = numeru di cariche di particelle 1
q₂ = u numeru di cariche elettriche di a particella 2
r₁₂ = distanza trà a particella 1 è a particella 2
(leghje: epsilon zero) = 8,854 x 10^-12 C²/Nm²
k = (custante di Coulomb) = 9 x 10⁹ Nm²/C²
F₂₁ hè a forza esercitata da a carica q₂ à carica q₁, mentre F₁₂ hè a forza esercitata da a carica q₁ à carica q₂. F₂₁ è F₁₂ si respingenu quandu a carica hè q₁ è q₂ simile è s'attraenu quandu a carica hè q₁ è q₂ micca u listessu tipu.
F₂₁ è F₁₂ anu u listessu valore, direzzione opposta è agiscenu nantu à oggetti diversi, dunque ste duie forze sò una coppia di forze azzione-reazzione.