Due cariche identiche si respingono

Introduzione

L’elettromagnetismo è una branca fondamentale della Fisica che si occupa dello studio delle interazioni tra cariche elettriche e campi elettromagnetici. Uno dei concetti chiave in questo campo è la forza di Coulomb, una forza elettrostatica che agisce tra due cariche elettriche. Questa forza può essere calcolata utilizzando la legge di Coulomb, che ci permette di determinare l’entità della forza tra due cariche in base al loro valore e alla distanza che le separa.

1         Soluzione

1.1        Punto 1

Come detto in precedenza, la forza di Coulomb, è una forza elettrostatica che agisce tra due cariche elettriche. Può essere calcolata utilizzando la legge di Coulomb, che dice che la forza tra due cariche è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche e inversamente proporzionale alla distanza tra di esse.

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 \(d\).

La legge di Coulomb dice quindi che:

\(||\overrightarrow{F}||=k_0 \frac{|Q1| \; \;|Q2|}{d^2}\)

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 fornita dal problema, ed è pari a \(8,99 \cdot 10^9 [\frac{m^2 N][c^2]\);
• \(Q_1\) e \(Q_2\) sono le due cariche coinvolte nell’interazione \([C]\), in questo caso pari a quelle della carica di un elettrone ma di segno opposto;
• \(d\) è la distanza tra le due cariche \([m]\).

Si ricorda che forza di attrazione o repulsione tra due cariche ha come unità di misura il Newton.

Si calcola dunque la distanza facendo la radice della formula inversa ricavata dalla precedente relazione come segue:

1.2        Punto 2

Se il valore delle cariche raddoppiasse si avrebbe una forza quattro volte a quella data dal problema. Per ottenere la stessa forza con carica doppia le cariche dovrebbero per forza trovarsi al doppio della distanza, cioè a circa 18m di distanza l’una dall’altra.