Carica elettrica
Introduzione al concetto di campo
In questa sezione introdurremo un concetto fisico importantissimo per la fisica moderna, quello di campo. Partiamo da un esempio che è sotto gli occhi di tutti: quando guardiamo le previsioni del tempo ci vengono spesso mostrate le mappe di temperatura, dove a ogni città o, più in generale, ad ogni punto della cartina, viene associato un valore della temperatura. La mappa che ne risulta è il campo delle temperature in quella particolare regione. Siccome la temperatura è una grandezza scalare, parleremo in questo caso di campo scalare. Se la grandezza fisica che viene rappresentata nella mappa è invece una grandezza vettoriale (ad esempio, una forza) parleremo di campo vettoriale.
L'importanza dei campi sta nel fatto che nella fisica moderna ogni forza è descritta da un campo. Ad esempio, la forza di gravitazione universale è descritta in termini di un campo gravitazionale. La Terra, per il fatto di possedere una sua massa M, modifica lo spazio circostante creando un campo di forza gravitazionale.
Il campo gravitazionale in un certo punto è un vettore che ha la stessa direzione (la congiungente il punto al centro della Terra) e lo stesso verso (dal punto al centro della Terra) della forza di gravitazione universale. La sua intensità è data dall'intensità della forza divisa per la massa m di prova che abbiamo posto nel punto in esame. Pertanto l'intensità del campo gravitazionale terrestre è g = G M / r2. Come abbiamo già visto, sulla superficie terrestre r coincide con il raggio della Terra e il valore del campo gravitazionale diventa l'usuale accelerazione di gravità g = 9.8 m / s2.
Vogliamo sottolineare come il campo gravitazionale esista indipendentemente dalla massa di prova m. Anche se non ci fosse alcuna massa di prova nello spazio, il campo gravitazionale terrestre risulterebbe essere ugualmente presente.
