Qual è la legge di Coulomb?

La legge di Coulomb in fisica descrive l'interazione di due particelle cariche. Indica che la forza tra le particelle dipende dalla dimensione delle singole cariche e dal quadrato della distanza tra loro. Esistono due forme della legge, note come forme scalari e vettoriali, a seconda che siano richieste solo la grandezza della forza o sia la grandezza che la direzione della forza.

La legge di Coulomb è una delle equazioni più famose dell'elettrostatica, che è lo studio di come le particelle cariche elettricamente interagiscono tra loro. Fu scoperto originariamente da Charles Augustin de Coulomb, uno scienziato francese, nel 1783. Senza questa scoperta, la comprensione scientifica dei campi elettrici e magnetici sarebbe stata molto più difficile.

La forma base della legge di Coulomb, in parole, afferma che la forza tra due particelle con una carica elettrica è proporzionale alla moltiplicazione delle due cariche divise per il quadrato della distanza. Ciò significa che le particelle con una carica maggiore esercitano una forza maggiore l'una sull'altra rispetto a quelle con una carica più debole. È importante notare che, per trovare il valore assoluto della forza tra le particelle, è necessaria una costante nota come "costante di Coulomb".

Nella legge di Coulomb, la forza è inversamente proporzionale alla distanza al quadrato piuttosto che alla distanza stessa. Se una quantità è inversamente proporzionale a un'altra, significa che la dimensione di una diminuisce all'aumentare dell'altra. Ciò significa che, se la distanza tra due particelle raddoppia, la forza tra loro è quattro volte più piccola anziché solo due volte. Il motivo è che il campo elettrico di una particella si estende in una forma di sfera, il che significa che più è lontana dalla particella, più diluita è la forza.

Un altro fattore importante da considerare nella legge di Coulomb è che se usato nella sua forma vettoriale, il che significa che sono incluse sia la dimensione della forza che la direzione, può essere usato con particelle sia positive che negative. Il risultato è che due cariche dello stesso tipo si respingono a vicenda, mentre quelle del tipo opposto si attraggono. I fisici di solito usano la forma vettoriale della legge di Coulomb nei calcoli, perché fornisce maggiori informazioni sulla forza su ciascuna particella.

Un aspetto utile della legge di Coulomb è che può essere facilmente applicato a più di due particelle. Questa è conosciuta come la legge della sovrapposizione, in base alla quale la forza totale su ogni singola particella è la somma delle singole forze. Per aggiungere forze in questo modo è necessaria la forma vettoriale della legge di Coulomb.