Calcolo della forza elettrostatica tra due protoni a distanza fissata

Testo

Quale è la forza elettrostatica tra due protoni che si trovano alla distanza di \(1A\)?

Soluzione

Per risolvere tale esercizio sul calcolo della forza elettrostatica, la legge di Coulomb dice che la forza di attrazione o repulsione tra due cariche \(Q_1\) e \(Q_2\) è direttamente proporzionale alle due cariche e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza \(d\).

Ricordiamo che per risolvere il problema di Fisica in questione, dobbiamo conoscere la legge di Coulomb che dice:

\(||\overrightarrow{F}||=k_0 \frac{|Q_1||Q_2|d^2}{d^2}\)

Se hai problemi con la legge di Coulomb ti consigliamo la visione di questo articolo: APPROFONDISCI

Dove:

• \(\overrightarrow{F}\) è la forza di attrazione o repulsione tra le due cariche \([N]\);
• \(k_0\) è la costante di proporzionalità, detta costante di Coulomb, e pari a \(8,987 \cdot 10^9 [\frac{m^2 N}{C^2}]\);
• \(Q_1\) e \(Q_2\) sono le due cariche coinvolte nell’interazione \([C]\);
• \(d\) è la distanza tra le due cariche \([m]\).

La forza di attrazione o repulsione tra due cariche ha come unità di misura il Newton L’unico dato fornito dal problema è la distanza tra le due cariche. Tuttavia, la costante di Coulomb è nota e non è necessario che il problema la fornisca, perché pari a \(8,987 \cdot 10^9 \frac{m^2 N}{C^2}\).Inoltre, non è necessario nemmeno che il problema fornisca la carica del protone perché la carica del protone è nota in letteratura ed è pari a \(1,602 \cdot 10^{-19} C\).

Quindi per scoprire la forza di interazione e risolvere l’esercizio di fisica sul calcolo della forza elettrostatica tra due protoni a distanza fissata..

Ricordiamo ora che \(1A=1 \cdot 10^{-11}m\) si può procedere al calcolo della forza richiesta dal problema. Per scoprire la forza di interazione tra le cariche basta sostituire i valori nella legge di Coulomb:

\(||\overrightarrow{F}||=(8,987 \cdot 10^9 \frac{N m^2}{C^2})\frac{(1,602 \cdot 10^{-19}C)(1,602 \cdot 10^{-19}C)}{(5,0 \cdot 10^{-12}m)^2}\)