La legge di Coulomb e gli esercizi
La legge di Coulomb descrive la forza di attrazione o repulsione tra due particelle cariche, in relazione alle loro cariche e alla distanza tra di esse. La formula per calcolare questa forza è F = k q1 q2 / r^2, in cui q1 e q2 sono le cariche delle particelle, r è la distanza tra di esse e k è la costante di Coulomb.
Calcolo della carica
Supponiamo di avere due particelle identiche con la stessa carica, distanti 15 cm e con una forza di 9 · 10^-3 N che agisce tra di esse. Possiamo calcolare la carica utilizzando la formula F = 8.99 · 10^9 q^2 / 0.14. Da cui otteniamo q = √1.4 ·10^-14 = 1.2 · 10^-7 C.
Calcolo della forza
Nel caso in cui si debba calcolare la forza di attrazione tra due particelle aventi cariche rispettivamente di 25 μC e –12 μC, a una distanza di 10 cm, possiamo applicare la formula F = 8.99 · 10^9 │25 · 10^-6 C││12 · 10^-6 C │/(0.10 m)^2, ottenendo F = 270 N.
Se la distanza tra due particelle cariche viene quadruplicata, la forza di attrazione tra di esse si riduce a 1/16 rispetto alla forza iniziale.
Calcolo della distanza
Per calcolare la distanza tra due particelle con cariche di q1 = 26.0 μC e q1 = – 47.0 μC, date una forza di attrazione di 5.70 N, si applica la formula 5.70 = 8.99 · 10^9 │26.0 · 10^-6 C││47.0 · 10^-6 C │/r^2, ottenendo r = √1.93 = 1.39 m.
Attraverso questi esercizi è possibile testare la comprensione della legge di Coulomb e applicare la relativa formula per calcolare la forza tra particelle cariche, la loro carica o la distanza tra di esse.
