Last updated: May 14, 2024

Calcolatore per la Legge di Coulomb

Q: La forza di Coulomb è attrattiva o repulsiva?

L'effetto della forza di Coulomb sulle cariche elettriche dipende dal loro segno . Mentre la gravità agisce solo come forza attrattiva, le possibili combinazioni dei segni delle cariche rendono la forza di Coulomb repulsiva o attrattiva: Se entrambe le cariche hanno lo stesso segno , la forza di Coulomb è repulsiva ; e Se le cariche hanno segno opposto , la forza di Coulomb è attrattiva . Questa diversa natura è tra le cose che permettono l'esistenza degli atomi! Read more

Table of contents

Come si utilizza la legge di Coulomb Unità di carica elettrica Condizioni di validità L'interpretazione dei risultati FAQs

Questo calcolatore per la legge di Coulomb ti permetterà di determinare la forza repulsiva o attrattiva tra due particelle cariche statiche. Continua a leggere per comprendere meglio la legge di Coulomb, le condizioni della sua validità e l'interpretazione fisica del risultato ottenuto.

Come si utilizza la legge di Coulomb

La legge di Coulomb, altrimenti nota come la legge della quadratica inversa di Coulomb, descrive la forza elettrostatica che agisce tra due cariche. La forza agisce lungo la linea più breve che unisce le cariche. È repulsiva se le due cariche hanno lo stesso segno e attrattiva se hanno segni opposti.

La legge di Coulomb è formulata così:

F = \frac{\mathrm{k_e} q_1 q_2}{r^2}

dove:

$F$ — forza elettrostatica tra le cariche (in Newton),
$q_1$ — grandezza della prima carica (in Coulomb),
$q_2$ — grandezza della seconda carica (in Coulomb),
$r$ — distanza minima tra le cariche (in metri),
$\mathrm{k_e}$ — costante di Coulomb. È uguale a $8,98755 \cdot 10^9 \ \mathrm{\frac{N\cdot m^2}{C^2}}$ . Questo valore è già incorporato nel calcolatore, non devi ricordarlo :)

Basta inserire tre valori qualsiasi nel nostro calcolatore per la legge di Coulomb per ottenere come risultato il quarto valore.

Per calcolare il potenziale elettrico in un punto dovuto a una singola carica puntiforme o a un sistema di cariche puntiformi, consulta il nostro calcolatore per il potenziale elettrico 🇺🇸. Abbiamo anche il calcolatore di campo elettrico 🇺🇸 per le cariche puntiformi.

Unità di carica elettrica

L'unità di misura della carica elettrica è il Coulomb (simbolo — C). È definita come la carica trasportata da una corrente costante di 1 ampere per 1 secondo. Quindi, $\mathrm{1 \ C = 1 \ A \cdot 1 \ s}$ espresso in unità SI.

Se non ricordi cos'è un ampere, visita il nostro calcolatore per la legge di Ohm.

Condizioni di validità

Affinché il calcolatore per la forza elettrostatica restituisca valori validi, devono essere soddisfatte tre condizioni principali:

Le cariche devono essere stazionarie — non possono muoversi l'una rispetto all'altra;
Si ipotizzano cariche puntiformi. Questo presupposto vale anche per le cariche sferiche e simmetriche. Ad esempio, una sfera di metallo carica soddisfa questa condizione, ma non la scatola di metallo carica; e
Le cariche non possono sovrapporsi — devono essere distinte e avere una distanza minima tra loro.

L'interpretazione dei risultati

La forza ottenuta con l'aiuto del nostro calcolatore per la legge di Coulomb può essere positiva o negativa. Una forza positiva implica un'interazione repulsiva tra le cariche. Una forza negativa significa che l'interazione è attrattiva.

Hai notato che l'unità di misura predefinita per la carica nel nostro calcolatore per la legge di Coulomb è il nanoCoulomb (nC)? Questo perché l'ordine di grandezza tipico di una carica elettrica è $\mathrm{10^{-6} \ C}$ o addirittura $\mathrm{10^{-9} \ C}$ .

FAQs

Come si calcola la forza tra due particelle cariche?

Per calcolare la forza tra due particelle cariche, utilizziamo la legge di Coulomb. Segui questi semplici passaggi per trovare il risultato:

Trova le cariche q1 e q2 delle particelle in coulomb e moltiplicale;
Moltiplica il risultato del punto 1. per la costante ke = 8,988E9(N × m²)/C²; e
Dividi il risultato per il quadrato della distanza tra le particelle.

Il risultato è la forza (attrattiva se di segno negativo, repulsiva se positiva) che agisce tra le particelle cariche.

La legge di Coulomb è una legge della quadratica inversa?

La presenza del quadrato della distanza tra due particelle al denominatore della formula della legge di Coulomb la rende una legge della quadratica inversa. Questa proprietà deriva dalla natura puntiforme della carica elettrica considerata nella formula — poiché il campo elettrico emana radamente, il campo si propaga sulla superficie di una sfera, che è uguale a 4 × π × r². Nel caso della legge di Coulomb, i risultati sperimentali confermano questa scoperta affermando che l'esponente è 2 e le successive 15 cifre decimali sono piene di zeri!

Qual è la forza tra un protone e un elettrone in un atomo di idrogeno?

La forza di attrazione tra un elettrone e un protone in un atomo di idrogeno è di 1,60E-8 N. Per trovare questo risultato, inizia con i dati noti:

La carica di un elettrone e di un protone è uguale, con segno opposto, e pari a qe = -qp = -1,602176634E-19 C;
La distanza tra l'elettrone e il protone in un atomo di idrogeno è di circa 0,120 nm = 120E-12 m; e
Trova la forza con la seguente formula:
F = ke × qe × qp/r² = - 8,988E9 × (1,602176634E-19)²/(120E-12)² = 1,60E-8 N

La forza di Coulomb è attrattiva o repulsiva?

L'effetto della forza di Coulomb sulle cariche elettriche dipende dal loro segno. Mentre la gravità agisce solo come forza attrattiva, le possibili combinazioni dei segni delle cariche rendono la forza di Coulomb repulsiva o attrattiva:

Se entrambe le cariche hanno lo stesso segno, la forza di Coulomb è repulsiva; e
Se le cariche hanno segno opposto, la forza di Coulomb è attrattiva.

Questa diversa natura è tra le cose che permettono l'esistenza degli atomi!