Forza di Coulomb cos'è in realtà
Salve, forse è una domanda un po' banale, ma ho fatto delle ricerche su internet e trovo solamente definizioni tecniche sulla forza di Coulomb, ovvero quella che si esercita tra 2 cariche a distanza d. Ma al di là di queste definizioni cosa fa concretamente nel nostro mondo questa forza? possiamo vedere a occhio nudo gli effetti? cosa accadrebbe se non ci fosse?
Risposte
Domanda bella nella sua ingenuità. L'interazione elettro-debole è una delle tre interazioni fondamentali che si esercitano tra particelle materiali. Le altre due sono la gravitazionale e la nucleare forte.
Se non ci fosse….semplicemente non ci sarebbe l'universo, quindi tu non avresti potuto fare la domanda.
Ma che cosa siano queste interazioni, praticamente nessuno lo sa. Ora verranno fuori dei fisici (almeno, spero!) a spiegarti la differenza tra fermioni e bosoni, a parlarti dei bosoni vettori intermedi che mediano la forza elettrodebole (spero di non dire cavolate, non è materia mia, qui ci vuole Hamilton!).
Ma in pratica, che cosa sono e perché è così non lo sa nessuno. Questa è la mia umile opinione.
Però io so che le forze sono utili. Le hanno inquadrate molto bene, credo. Le hanno in un certo senso domate : Pensa alla luce prodotta artificialmente. Insomma sappiamo sfruttarle, specie l'interazione e.m. . E questo ci torna molto utile. Ringraziamo la natura per la loro esistenza.
Se non ci fosse….semplicemente non ci sarebbe l'universo, quindi tu non avresti potuto fare la domanda.
Ma che cosa siano queste interazioni, praticamente nessuno lo sa. Ora verranno fuori dei fisici (almeno, spero!) a spiegarti la differenza tra fermioni e bosoni, a parlarti dei bosoni vettori intermedi che mediano la forza elettrodebole (spero di non dire cavolate, non è materia mia, qui ci vuole Hamilton!).
Ma in pratica, che cosa sono e perché è così non lo sa nessuno. Questa è la mia umile opinione.
Però io so che le forze sono utili. Le hanno inquadrate molto bene, credo. Le hanno in un certo senso domate : Pensa alla luce prodotta artificialmente. Insomma sappiamo sfruttarle, specie l'interazione e.m. . E questo ci torna molto utile. Ringraziamo la natura per la loro esistenza.
Ciao Trashmob, bella domanda!
In natura ci sono 4 Interazioni fondamentali : L'interazione Elettromagnetica, l'interazione nucleare forte, l'interazione nucleare debole, e l'interazione di gravità.
La più "forte" tra queste 4 è la forza nucleare forte, che tiene assieme il nucleo atomico. Poi vengono la forza elettromagnetica e la forza nucleare debole, che è la forza che avviene in alcuni decadimenti radioattivi.
La forza meno forte tra tutte è la gravità.
Basta pensare che la forza elettromagnetica di una calamita, riesce a battere la forza di gravità dell'intero pianeta Terra.
Ognuna di queste 4 interazioni è trasportata da delle particelle chiamate Bosoni. Per esempio, il bosone della interazione elettromagnetica è il fotone.
Ma passiamo alla domanda che hai fatto : "Cosa accadrebbe se non ci fosse la forza elettromagnetica?"
Non ci sarebbero molte altre forze che ci circondano nel mondo quotidiano.. quella elastica, le REAZIONI VINCOLARI ,le forze d attrito, la tensione nelle funi, ecc., altro non sono che manifestazioni dell’interazione elettromagnetica. Quindi senza di essa non ci sarebbe come dice giustamente Navigatore , l'universo.
Ciao e spero di averti risposto alla domanda!
In natura ci sono 4 Interazioni fondamentali : L'interazione Elettromagnetica, l'interazione nucleare forte, l'interazione nucleare debole, e l'interazione di gravità.
La più "forte" tra queste 4 è la forza nucleare forte, che tiene assieme il nucleo atomico. Poi vengono la forza elettromagnetica e la forza nucleare debole, che è la forza che avviene in alcuni decadimenti radioattivi.
La forza meno forte tra tutte è la gravità.
Basta pensare che la forza elettromagnetica di una calamita, riesce a battere la forza di gravità dell'intero pianeta Terra.
Ognuna di queste 4 interazioni è trasportata da delle particelle chiamate Bosoni. Per esempio, il bosone della interazione elettromagnetica è il fotone.
Ma passiamo alla domanda che hai fatto : "Cosa accadrebbe se non ci fosse la forza elettromagnetica?"
Non ci sarebbero molte altre forze che ci circondano nel mondo quotidiano.. quella elastica, le REAZIONI VINCOLARI ,le forze d attrito, la tensione nelle funi, ecc., altro non sono che manifestazioni dell’interazione elettromagnetica. Quindi senza di essa non ci sarebbe come dice giustamente Navigatore , l'universo.
Ciao e spero di averti risposto alla domanda!
Ormai l'interazione elettromagnetica e quella debole sono unificate nella "elettro-debole"
http://it.wikipedia.org/wiki/Bosoni_W_e_Z
http://it.wikipedia.org/wiki/Bosoni_W_e_Z
Esattamente, solo che stavamo parlando dell'interazione elettromagnetica non volevo confondere le idee, anche perché ci allontanavamo dalla domanda 
Trashmob, il titolo della tua domanda lascerebbe sospettare che sei interessato all'origine dell'interazione di Coulomb, e sono stato evocato in riferimento proprio a questo argomento.
Eppure, il testo della tua domanda dice, diversamente, che sei interessato ad avere informazioni sull'importanza e sulle conseguenze fisiche della legge di Coulomb, che è una questione molto più approcciabile. Per pigrizia, risponderò a questa.
La stragrande maggioranza di tutti i fenomeni naturali che si osservano su scala umana sono di natura elettromagnetica, e buona parte di essi sono dovuti ad un'interazione di Coulomb. L'esistenza degli atomi, e quasi tutta la chimica, si spiega con solo la meccanica quantistica e la forza di Coulomb. L'impenetrabilità dei corpi è dovuta alla legge di Coulomb. L'elettricità, intesa come la teoria delle correnti in un conduttore, è basata sulla sola interazione di Coulomb. L'elettrotecnica e l'elettronica, fatta eccezione alcuni pezzi, è solo legge di Coulomb.
Su scala macroscopica è raro vederne l'effetto, perché proprio per la legge di Coulomb, cariche opposte tendono a confinare e non si osservano oggetti macroscopici carichi in genere. Su scale che vanno dalla geologica alla cosmologica la legge di Coulomb non si osserva, per questo motivo (i corpi celesti sono tutti neutri). Ma siamo in grado, con un po' di ingegno, di preparare oggetti macroscopici carichi, e osservare direttamente la legge di Coulomb su scale vicine a quella umana. Il vecchio trucco della penna strofinata sul maglione e i pezzettini di carta è un esempio, un generatore di Van der Graaf un altro un po' più grosso.
Si fa prima a dare una lista dei fenomeni naturali che non risultano dalla legge di Coulomb! In ordine di scoperta, sono:
- la gravità
- fenomeni magnetici
- fenomeni elettromagnetici (inclusa la luce)
- decadimento radioattivo
se non fosse stato per queste ultime tre cose, non avremmo mai immaginato l'esistenza di qualcosa oltre la legge di Coulomb e la gravitazione universale.
Eppure, il testo della tua domanda dice, diversamente, che sei interessato ad avere informazioni sull'importanza e sulle conseguenze fisiche della legge di Coulomb, che è una questione molto più approcciabile. Per pigrizia, risponderò a questa.
La stragrande maggioranza di tutti i fenomeni naturali che si osservano su scala umana sono di natura elettromagnetica, e buona parte di essi sono dovuti ad un'interazione di Coulomb. L'esistenza degli atomi, e quasi tutta la chimica, si spiega con solo la meccanica quantistica e la forza di Coulomb. L'impenetrabilità dei corpi è dovuta alla legge di Coulomb. L'elettricità, intesa come la teoria delle correnti in un conduttore, è basata sulla sola interazione di Coulomb. L'elettrotecnica e l'elettronica, fatta eccezione alcuni pezzi, è solo legge di Coulomb.
Su scala macroscopica è raro vederne l'effetto, perché proprio per la legge di Coulomb, cariche opposte tendono a confinare e non si osservano oggetti macroscopici carichi in genere. Su scale che vanno dalla geologica alla cosmologica la legge di Coulomb non si osserva, per questo motivo (i corpi celesti sono tutti neutri). Ma siamo in grado, con un po' di ingegno, di preparare oggetti macroscopici carichi, e osservare direttamente la legge di Coulomb su scale vicine a quella umana. Il vecchio trucco della penna strofinata sul maglione e i pezzettini di carta è un esempio, un generatore di Van der Graaf un altro un po' più grosso.
Si fa prima a dare una lista dei fenomeni naturali che non risultano dalla legge di Coulomb! In ordine di scoperta, sono:
- la gravità
- fenomeni magnetici
- fenomeni elettromagnetici (inclusa la luce)
- decadimento radioattivo
se non fosse stato per queste ultime tre cose, non avremmo mai immaginato l'esistenza di qualcosa oltre la legge di Coulomb e la gravitazione universale.
Grazie mille a tutti per le risposte complesse, anche se sono riuscito a capire abbastanza bene solo l'ultima.
Quindi di conseguenza dato che non potrebbero esistere gli atomi e la chimica senza la forza di Coulomb (e quindi senza l'interazione elettromagnetica) non esisterebbe nulla di concretamente materiale, o sbaglio?
Quindi di conseguenza dato che non potrebbero esistere gli atomi e la chimica senza la forza di Coulomb (e quindi senza l'interazione elettromagnetica) non esisterebbe nulla di concretamente materiale, o sbaglio?
"hamilton":
Trashmob, il titolo della tua domanda lascerebbe sospettare che sei interessato all'origine dell'interazione di Coulomb, e sono stato evocato in riferimento proprio a questo argomento.
Eppure, il testo della tua domanda dice, diversamente, che sei interessato ad avere informazioni sull'importanza e sulle conseguenze fisiche della legge di Coulomb, che è una questione molto più approcciabile. Per pigrizia, risponderò a questa.
Mi dispiace se ho "sbagliato" a scrivere il titolo ma a me non sembra di essermi allontanato molto
"hamilton":
…….. sono stato evocato in riferimento proprio a questo argomento.
È bello sapere che ogni tanto lo spirito di qualche grande fisico del passato, se evocato in seduta, risponde coi suoi colpi!
( ham, io scherzo.. )
Ma dimmi un po' : uno dei sistemi per creare un'onda elettromagnetica, non è quello di far oscillare delle cariche elettriche?
"Trashmob":
Grazie mille a tutti per le risposte complesse, anche se sono riuscito a capire abbastanza bene solo l'ultima.
Quindi di conseguenza dato che non potrebbero esistere gli atomi e la chimica senza la forza di Coulomb (e quindi senza l'interazione elettromagnetica) non esisterebbe nulla di concretamente materiale, o sbaglio?
Esatto. Almeno se leggi "concretamente materiale" come il concetto intuitivo di corpi estesi che occupano un volume e che non si compenetrano. Questa non è una caratteristica fondamentale dell'universo ma una proprietà emergente proprio da interazioni Coulombiane.
"navigatore":
Ma dimmi un po' : uno dei sistemi per creare un'onda elettromagnetica, non è quello di far oscillare delle cariche elettriche?
Sì. Voglio dire, in senso lato è l'unico modo. Quindi?
Quindi, correggimi se sbaglio, la presenza della carica elettrica è fondamentale per produrre le onde e.m. luce compreso. E se c'è carica elettrica, c'è la forza elettrica, giusto? Per accelerare una carica elettrica, le devi applicare una forza.
In sostanza, voglio dire che non capisco quando affermi che la forza di Coulomb non c'entra con l'interazione e.m. Potresti chiarire questo ?
In sostanza, voglio dire che non capisco quando affermi che la forza di Coulomb non c'entra con l'interazione e.m. Potresti chiarire questo ?
Non affermo che la forza di Coulomb non c'entra con l'interazione e.m. Intendo che ne è una parte e in particolare su scala umana è quella di gran lunga predominante.
Intendo inoltre che non è ovvio che l'elettrostatica si estenda necessariamente nell'elettromagnetismo. La forza di Coulomb e la gravitazione universale ad esempio hanno la stessa forma, mutatis mutandis, ma le rispettive estensioni relativistiche sono completamente diverse. Un altro esempio ancora di una teoria differente da queste due ma che diventa "Coulombianoide" nel limite statico è il modello di Yukawa delle forze nucleari*.
Quello che voglio dire è che in assenza di informazioni, per così dire, "di ordine superiore", cioè misure di precisione, non è possibile rendersi conto che l'interazione Coulombiana, il magnetismo, e la luce facciano parte di una teoria unica; il collegamento fra questi fenomeni è molto sottile ed era assolutamente sconosciuto prima dell'800. A meno che non si vada a sconfinare in queste situazioni, in genere è valido parlare delle teorie efficaci relative a questi fenomeni separatamente. Le cariche si attraggono, i magneti fanno così e cosà, e la luce fa le sue cose da luce, e le tre cose non si disturbano.
* a dirla tutta, se il pione avesse massa nulla sarebbe esattamente Coulombiano, ma non è così.
Intendo inoltre che non è ovvio che l'elettrostatica si estenda necessariamente nell'elettromagnetismo. La forza di Coulomb e la gravitazione universale ad esempio hanno la stessa forma, mutatis mutandis, ma le rispettive estensioni relativistiche sono completamente diverse. Un altro esempio ancora di una teoria differente da queste due ma che diventa "Coulombianoide" nel limite statico è il modello di Yukawa delle forze nucleari*.
Quello che voglio dire è che in assenza di informazioni, per così dire, "di ordine superiore", cioè misure di precisione, non è possibile rendersi conto che l'interazione Coulombiana, il magnetismo, e la luce facciano parte di una teoria unica; il collegamento fra questi fenomeni è molto sottile ed era assolutamente sconosciuto prima dell'800. A meno che non si vada a sconfinare in queste situazioni, in genere è valido parlare delle teorie efficaci relative a questi fenomeni separatamente. Le cariche si attraggono, i magneti fanno così e cosà, e la luce fa le sue cose da luce, e le tre cose non si disturbano.
* a dirla tutta, se il pione avesse massa nulla sarebbe esattamente Coulombiano, ma non è così.
Molto bene, grazie per la dotta spiegazione. Non ho capito tutto, però va bene così 
Giusto una curiosità sul Grandissimo Coulomb, ... sembra che abbia taroccato i dati dei suoi esperimenti con la famosa bilancia ... per far "tornare i conti". 
Afaik, Coulomb non ha taroccato i dati, ma la conclusione. La bilancia era un modo pessimo per stimare la forma del potenziale di interazione, essendo delicatissima e soggetta ad errori di qualsiasi tipo. Come fecero notare altri, l'esperimento non era da considerarsi conclusivo e la legge enunciata da Coulomb doveva rimanere congettura. Esperimenti diversi con altri apparati hanno poi confermato che la legge era valida. Però col nome di Coulomb, che è ingiusto. Ma tutti i nomi della fisica sono ingiusti.
"hamilton":
... Coulomb non ha taroccato i dati, ma la conclusione.
Questa non l'ho capita
... direi che sia vero l'inverso, ovvero che abbia (possa avere), con alta probabilità, taroccato i dati, ma non di certo le conclusioni; nella Memoria all'Accademia di Francia del 1785, dopo aver descritto nei minimi particolari la Bilancia, va ad indicare tre soli valori misurati, davvero "ben centrati" ... e mai più riottenuti, cercando di replicare il suo esperimento, nemmeno ai nostri giorni. http://cnum.cnam.fr/CGI/fpage.cgi?8CA12 ... 416/79/316
Allora, avete detto che senza la forza di Coulomb non ci sarebbero le attrazioni tra le particelle e quindi non esisterebbero gli atomi che formano gli oggetti che vediamo (corpi estesi che occupano un volume e che non si compenetrano)... ma la gravità non basterebbe da sola per formare le stesse cose? Se non ci fosse la forza di Coulomb tutta la materia verrebbe attratta in un unico punto?
Quale materia?
Il rapporto tra forza elettromagnetica e forza gravitazionale agenti tra un elettrone e un protone vale circa :
$e^2/(Gm_(p)m_(e)) = 10^(40) $
Ho preso questo dato da : J.D.Barrow - I numeri dell'universo - pag 87.
Tuttavia , in certi casi la forza di gravità può essere molto, molto intensa. In astrofisica relativistica, si vede che stelle aventi massa inferiore a circa $10M_S$ (massa del Sole) terminano la propria vita o come nane bianche ( se la loro massa è inferiore a un certo limite, che vale circa $1.4M_S$ , detto "limite di Chandrasekar " ) oppure come stelle di neutroni. Stelle di massa superiore a circa $10 M_S$ diventano buchi neri.
Salvo errori ….
Ma qui andiamo a finire nella astrofisica relativistica. Per chi fosse interessato, questo è un bell'articolo sui buchi neri, scritto anni fa da due grandi scienziati, uno italiano e uno americano :
http://authors.library.caltech.edu/1497 ... _Today.pdf
Il rapporto tra forza elettromagnetica e forza gravitazionale agenti tra un elettrone e un protone vale circa :
$e^2/(Gm_(p)m_(e)) = 10^(40) $
Ho preso questo dato da : J.D.Barrow - I numeri dell'universo - pag 87.
Tuttavia , in certi casi la forza di gravità può essere molto, molto intensa. In astrofisica relativistica, si vede che stelle aventi massa inferiore a circa $10M_S$ (massa del Sole) terminano la propria vita o come nane bianche ( se la loro massa è inferiore a un certo limite, che vale circa $1.4M_S$ , detto "limite di Chandrasekar " ) oppure come stelle di neutroni. Stelle di massa superiore a circa $10 M_S$ diventano buchi neri.
Salvo errori ….
Ma qui andiamo a finire nella astrofisica relativistica. Per chi fosse interessato, questo è un bell'articolo sui buchi neri, scritto anni fa da due grandi scienziati, uno italiano e uno americano :
http://authors.library.caltech.edu/1497 ... _Today.pdf
Come dice giustamente @Navigatore, la forza gravitazionale è minima in confronto alla forza elettromagnetica. Se non ci fosse la Forza di Coulomb il legame di due particelle come elettrone e protone sarebbe troppo debole.
A dirla tutta, se proprio vogliamo sfattonare, se non ci fosse la forza di Coulomb non ci sarebbe niente a cui confrontare la forza di gravità per definirla "debole". Riscalando l'unità di tempo si può farla diventare "forte". Un protone e un elettrone possono formare un atomo gravitazionale. Basta che la temperatura sia $10^40$ volte più bassa. Il periodo orbitale (più precisamente, la frequenza di de Broglie) è intorno al milione di volte la vita dell'universo.
E sfattoniamo pure, Hamilton!
(sono andato a cercare il verbo "sfattonare" su internet, visto che non lo conoscevo, e ho trovato questo
http://www.volgarmente.com/termine/sfattonare)
Ma per favore, scendi un attimo tra noi comuni mortali, e spiegaci quello che hai detto. Raffreddare di $10^(40)$ volte non mi pare una cosa normale. Io quando fuori ci sono 15°C ho già freddo…
Forse da sfattonati si può fare. Ma che tristezza sarebbe un atomo di idrogeno gravitazionale! Senza la possibilità di elettrizzarsi un pochettino….Ma poi, succede che l'elettrone va a schiantarsi sul protone, così ! Niente più livelli energetici quantizzati….Come sarebbe un mondo con atomi gravitazionali?
(sono andato a cercare il verbo "sfattonare" su internet, visto che non lo conoscevo, e ho trovato questo
http://www.volgarmente.com/termine/sfattonare)
Ma per favore, scendi un attimo tra noi comuni mortali, e spiegaci quello che hai detto. Raffreddare di $10^(40)$ volte non mi pare una cosa normale. Io quando fuori ci sono 15°C ho già freddo…
Forse da sfattonati si può fare. Ma che tristezza sarebbe un atomo di idrogeno gravitazionale! Senza la possibilità di elettrizzarsi un pochettino….Ma poi, succede che l'elettrone va a schiantarsi sul protone, così ! Niente più livelli energetici quantizzati….Come sarebbe un mondo con atomi gravitazionali?
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