Legge di Coulomb

Tale legge esprime la forza (una grandezza vettoriale) con cui due cariche $q_1$ e $q_2$ si attraggono o respingono. Tale forza è diretta lungo la retta che congiunge le due cariche. Il modulo di tale forza vale

$$ F_{12}= k_0 \frac{|q_1 q_2|}{r^2} $$

$$ \vec{F_{21}}= - \vec {F_{12}} $$

in cui $ F_{ij}$ è la forza subita dalla carica $i$ a causa della carica $j$. Inoltre, $k_0=9 \times 10^9$ $N m^2 C^{-2}$ è la costante elettrica del vuoto (in presenza di materia essa assume valori diversi). $r$ rappresenta la distanza tra le cariche. Questa forza è attrattiva se le cariche hanno segno opposto, oppure repulsiva se le cariche hanno lo stesso segno.

Il video seguente ci porta alla sua scoperta sperimentale.

Forza di Coulomb dovuta all’azione di più cariche

Quando abbiamo deciso di rappresentare questa forza tramite un vettore è perché abbiamo potuto verificare sperimentalmente che essa possiede tutte le proprietà cui ubbidiscono i vettori, tra cui la somma. Per cui non dobbiamo sorprenderci se quando una carica $q$ è soggetta a più forze, la forza totale è un vettore che si ottiene sommando i singoli vettori forza. Alcuni si riferiscono a tale conseguenza come principio di sovrapposizione o principio di sovrapposizione degli effetti.

Ecco dei video che mostrano l’applicazione della precedente relazione quando sono in gioco cariche puntiformi (altrimenti la legge di coulomb non potremmo utilizzarla!).