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Liceo Scientifico "E.Fermi" Menfi

Matematica e Fisica Triennio Corso A

VA - Campi elettrici e potenziali

VA - Lo spazio e il tempo

IV A -   Bernoulli - Venturi

Approfondimento:

L'elettrone
(Note sulla scoperta e sugli esperimenti successivi)

L'entropia
(Note sulla definizione di Entropia e sul calcolo della variazione per alcuni sistemi semplici)

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LEGGE DI COULOMB

Dopo avere accertato che tra cariche elettriche esistono delle forze di attrazione o repulsione, ci chiediamo come queste forze dipendano dalle cariche e dalla distanza tra esse.

Le prime esperienze furono eseguite da Coulomb (1736-1806),il quale arrivò nel 1784 a stabilire la legge con una bilancia di torsione.

La bilancia di torsione monofilare è costituita da un filo sottile di quarzo bloccato in alto ad un sistema di sospensione con scala per la misura dell'angolo di torsione e portante all'altra estremità un'asticciola lunga 2b di materiale isolante con, alle due estremità, una sferetta metallica A e un contrappeso.(In alcune versioni la scala è posta sulla custodia di vetro).
Un'altra sferetta metallica B, portata da un manico isolante, può essere avvicinata alla prima alla distanza voluta.
Inizialmente l'apparato con la sferetta A carica è azzerato in modo tale che la scala graduata segni angolo nullo.
Dopo avere avvicinato ad una distanza r la sferetta carica B in un punto allo stesso livello di A, l'apparato subirà una rotazione. Ruotando di un opportuno angolo ß il morsetto di sospensione, l'apparato sarà riportato nella posizione originaria. In tali condizioni il momento della forza elettrica agente Me rispetto al baricentro dell'asticciola uguaglia il momento di torsione Mt del filo di torsione di coefficiente di torsione µ:

Fe*b=µ*ß

Fe=(µ/b)*ß

Basta quindi misurare l'angolo di torsione per ricavare la legge che lega la forza elettrica alle cariche e alla distanza tra esse.

Si fanno due tipi di misure:

1) A distanza r costante:

Si deduce che Fe è proporzionale al prodotto delle cariche.

2) Con cariche Qa e Qb costanti:

Qa e Qb = costante	r	ß	Fe
	2r	(1/4)ß	(1/4)Fe
	3r	(1/9)ß	(1/9)Fe
	4r	(1/16)ß	(1/16)Fe

Si deduce che Fe è inversamente proporzionale al quadrato delle distanze tra le cariche.

In conclusione:

Fe=kQa*Qb/r^2

La forza con cui si attraggono o si respingono due cariche elettriche è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche ed inversamente proporzionale al quadrato delle loro distanze.

Visita i siti: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/elefor.html

http://ww2.unime.it/dipart/i_fismed/wbt/ita/proyecti/proyecti_ita.htm