Curiosità forza di Coulomb- costanti
Salve a tutti sto studiando le costanti di proporzionalita' tra le cariche elettriche e la forza di Coulomb ad esse associata. Nei libri si parla solo della costante nel vuoto e della costante dielettrica, ossia quella relativa al materiale dielettrico (isolante) in cui si trovano le due cariche. Ma perche' oltre al vuoto e al mezzo isolante non esiste/non si parla del caso in cui due cariche stanno dentro a un conduttore? Cosa succede alla forza di Coulomb se due cariche si trovano dentro ad un blocco di rame o ferro anziche' vetro, acqua distillata o legno ? Grazie mille in anticipo
Risposte
Ciao Odoacre
come sempre le tue domande mi incuriosiscono.
^_^
La legge di Coulomb non e' esattamente verificata quando le cariche sono in movimento (quando sono all'interno di un conduttore)
L-elettrostatica studia i fenomeni elettrici relativi a cariche ferme (STATICHE) nello spazio, l-intensita' della forza di attrazione/repulsione tra cariche in quiete dipende dal mezzo interposto attraverso la costante dielettrica.
All'interno di un conduttore le cariche sono in moto.
Una corrente elettrica e' un moto di elettroni dovuto ad una differenza di potenziale.
Cariche in movimento danno origine a campi magnetici e a questo punto i due fenomeni si auto-influenzano a vicenda.
Le forze elettriche dipendono anche dal moto delle cariche, in una maniera complicata. Una parte della forza fra cariche in movimento la chiameremo forza magnetica.
(studierai poi l-elettromagnetismo).
N.B.
apostrofi per gli accenti
tratto per apostrofo
questo sito perde colpi!!
come sempre le tue domande mi incuriosiscono.
^_^
La legge di Coulomb non e' esattamente verificata quando le cariche sono in movimento (quando sono all'interno di un conduttore)
L-elettrostatica studia i fenomeni elettrici relativi a cariche ferme (STATICHE) nello spazio, l-intensita' della forza di attrazione/repulsione tra cariche in quiete dipende dal mezzo interposto attraverso la costante dielettrica.
All'interno di un conduttore le cariche sono in moto.
Una corrente elettrica e' un moto di elettroni dovuto ad una differenza di potenziale.
Cariche in movimento danno origine a campi magnetici e a questo punto i due fenomeni si auto-influenzano a vicenda.
Le forze elettriche dipendono anche dal moto delle cariche, in una maniera complicata. Una parte della forza fra cariche in movimento la chiameremo forza magnetica.
(studierai poi l-elettromagnetismo).
N.B.
apostrofi per gli accenti
tratto per apostrofo
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Grazie per l'esaustiva risposta. Non sapevo di formulare quesiti che potessero destare un'usuale curiosita', cio' mi lusinga e non poco ahah . Quindi, se ho ben capito, anche se abbiamo una semplice e solitaria sfera di metallo carica appesa ad un filo isolante in essa non c'e' una condizione elettroSTATICA perche' le cariche sono comunque sempre in continuo movimento proprio in quanto situate in un materiale conduttore e quindi non avrebbe senso parlare di ''costanti'' ? Se e' cosi' significa che i libri di testo in generale non fanno capire nulla perche' troppo teorici senza andare anche sulla sostanza...
Pero' scusami in un blocco di legno o gomma voglio pure capire che le due cariche pur subendo la Forza attrattiva o repulsiva di Coulomb non si ''muovano'' o che si muovano con piu' difficolta' o piu' lentamente perche' appunto c'e' il mezzo fisico tra di esse... ma nel vuoto? Nel vuoto non avrebbero ''ostacoli'' e dunque si avvicinerebbero o respingerebbero senza problemi quindi comunque ci sarebbe ''movimento''
non ti stai trovando bene nemmeno col metodo degli apostrofi da me brevettato? Nella vita bisogna saper fare di necessita' virtu' , ormai quando sono qui uso gli apostrofi per qualsiasi cosa, anche come parentesi ahah... il sito avrebbe bisogno di una bella svecchiata...
Pero' scusami in un blocco di legno o gomma voglio pure capire che le due cariche pur subendo la Forza attrattiva o repulsiva di Coulomb non si ''muovano'' o che si muovano con piu' difficolta' o piu' lentamente perche' appunto c'e' il mezzo fisico tra di esse... ma nel vuoto? Nel vuoto non avrebbero ''ostacoli'' e dunque si avvicinerebbero o respingerebbero senza problemi quindi comunque ci sarebbe ''movimento''
non ti stai trovando bene nemmeno col metodo degli apostrofi da me brevettato? Nella vita bisogna saper fare di necessita' virtu' , ormai quando sono qui uso gli apostrofi per qualsiasi cosa, anche come parentesi ahah... il sito avrebbe bisogno di una bella svecchiata...
# Odoacre96 :
Quindi, se ho ben capito, anche se abbiamo una semplice e solitaria sfera di metallo carica appesa ad un filo isolante in essa non c'e' una condizione elettroSTATICA perche' le cariche sono comunque sempre in continuo movimento proprio in quanto situate in un materiale conduttore e quindi non avrebbe senso parlare di ''costanti'' ?
NO ATTENZIONE.
In un conduttore in presenza di una differenza di potenziale (ddp) (un generatore tipo una pila) le cariche libere (elettroni di conduzione) si spostano al suo interno risalendo la ddp e creano una corrente elettrica.
La sfera e' appesa ad un isolante, e non c-e' alcuna ddp, le cariche (se tutte dello stesso segno) si distribuiscono uniformemente su di esso (per effetto della repulsione reciproca) e poi rimangono tranquille al loro posto in una condizione di equilibrio.
Se sono di segno opposto il conduttore sara' elettricamente neutro.
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# Odoacre96 :
Pero' scusami in un blocco di legno o gomma voglio pure capire che le due cariche pur subendo la Forza attrattiva o repulsiva di Coulomb non si ''muovano'' o che si muovano con piu' difficolta' o piu' lentamente perche' appunto c'e' il mezzo fisico tra di esse...
Qui non si muoverebbero in ogni caso in quanto i materiali citati non sono conduttori.
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# Odoacre96 :
ma nel vuoto? Nel vuoto non avrebbero ''ostacoli'' e dunque si avvicinerebbero o respingerebbero senza problemi quindi comunque ci sarebbe ''movimento''.
Prima legge di Newton (o legge di inerzia)
Se il risultante di un sistema di forze agenti su di un corpo e' nullo allora il corpo permane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme !!
Per ogni coppia di cariche vale poi il principio di azione e reazione.
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Sul sito hai ragione, ora che hanno anche matematicamentetrascurano un po' di cose qui.
Dunque prendiamo il caso di una sfera di metallo appesa a un filo isolante che inizialmente e' neutra e che sta per i fatti suoi. Poi la carichiamo,ad esempio negativamente con un surplus di elettroni magari mettendola in contatto con un'altra sfera carica e quindi la nostra sfera prima neutra diviene anch'essa carica. Poi giustamente tutti questi elettroni in eccesso si distribuiscono uniformemente per allontanarsi il piu' possibile l'uno dall'altro. Per ''allontanarsi'' il piu'possibile l'uno dall'altro significa che c'e' appunto una repulsione reciproca. Ora se io volessi calcolare l'intensita' media di questa repulsione che tiene gli elettroni il piu' lontano possibile dagli altri potrei usare la legge di Coulomb? E se si, quale costante adopero (perche' appunto la formula e' k x Q1xQ2/d^2) dato che le costanti sono solo per il vuoto e gli isolanti (i dielettrici)? O forse su una sfera carica non e' possibile calcolare nessuna forza repulsiva tra gli elettroni in eccesso distributi sulla superficie della sfera ? Anche se gli elettroni trovano il loro equilibrio reciproco e stanno fermi comunque su di essi la repulsione reciproca agisce sempre, poi la risultante di tutte le forze e' nulla ma comunque esse prese singolarmente esistono sempre giusto? Anzi le singole repulsioni devono per forza esserci affinche' le cariche si distribuiscano per stare il piu' lontano possibile l'una dall'altra dico bene? E' proprio l'esempio della sfera carica elettricamente che sta per i fatti suoi appesa al filo isolante che mi manda in tilt. Grazie ancora per le tue bellissime spiegazioni
In tal caso devi considerare sempre il mezzo che circonda la sfera e poi consideri due singole cariche su di essa.
...ah, quindi ad esempio l'aria atmosferica ?
Allora in conclusione vediamo se ho afferrato: in un conduttore le cariche positive sono ancorate nei nuclei degli atomi e non possono muoversi (anche se mi sembra strano che almeno per le cariche positive che sono ''immerse nel materiale metallico'' non ci siano delle costanti) mentre le cariche negative, cioe' gli elettroni, che invece possono muoversi con estrema facilita' nei conduttori, sono solo ''appoggiate''sul conduttore ma il mezzo che le circonda e' il vuoto o l'aria atmosferica e quindi bisogna utilizzare le costanti del vuoto o dell'aria. Potrebbe andar bene questo modello ? E' accettabile?
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