Elettrostatica

• Alcune sostanze (ambra, vetro, materie plastiche, …) si elettrizzano per strofinio,

cioè strofinate con un panno acquistano la capacità di attrarre corpi leggeri.

•Due oggetti elettrizzati interagiscono con una forza attrattiva o repulsiva

• L’elettrizzazione per strofinio è dovuta al trasferimento di carica elettrica tra il

panno che strofina e il corpo che si elettrizza: si dice che il corpo strofinato e il

panno si caricano

• Bloccare una pila di giornali o riviste perevitare lo spostamento durante iltrasporto o l’imballaggio.

• Fissare un’etichetta ad una brochureprima che la brochure venga imballatanel film

• Fissare l’ultimo sacchetto del rotolo (es.sacchetti della spazzatura) al rotolo perfacilitare l’imballaggio nel cartone

• Depositare lo zucchero a velo su undolce

La carica elettrica

Distinguiamo due tipi di cariche elettriche:

• carica positiva e carica negativa

• Nel SI la carica elettrica è una grandezza derivata e si

misura in coulomb (C)

Due tipi di cariche definite arbitrariamente

Positive (su vetro)

Negative (su plastica)

Cariche uguali si respingono

Opposte si attraggono

Cariche trattate algebricamente in un processo

Somma totale delle cariche in un processo =0

ovvero

Legge di conservazione della carica elettrica:

Non è possibile creare o distruggere la carica elettrica

La carica elettrica

•La struttura dell’atomo è spiegata solo dalla meccanica quantistica.

•Il nucleo è composto da due tipi di particelle: i protoni, con carica positiva qp = - qe, e

i neutroni, privi di carica.

•Un atomo di numero atomico Z possiede Z protoni nel nucleo (carica del nucleo Q =

Z·qp) e Z elettroni intorno al nucleo.

R. Millikan (1909) - Un corpo ha una carica Q, positiva o negativa, che è

sempre un multiplo intero della carica dell’elettrone: Q = n·qe

La carica elettrica è quantizzata, qe è la carica elementare.

induzione elettrostatica

conduttori ed isolanti

+ + + +

+ + + +

+ + + +

conduttore

isolante

Separazione della carica

8

Isolanti semiconduttori conduttori

I materiali possono essere conduttori o isolanti a seconda della

capacità o meno di condurre le cariche elettriche

9

221

r

qqkF =

rr

qqkF

221=

La legge di Coulomb

Valida per cariche puntiformi

221

r

qqkF =

nel sistema (C.G.S.)es

q = 1 statcoulomb,

r = 1 cm, F = 1 dyne

229

0

/1099.84

1CNmk ==

0 = costante dielettrica

(o permittività) del vuoto

22120 /1085.8

4

1NmC

k

−==

q = cariche puntiformi

221

04

1

r

qqF

=

La legge di Coulomb

Se le cariche si trovano in un mezzo, direzione e verso della forza

elettrostatica non cambiano, mentre l’intensità diminuisce:

εr : costante

dielettrica

relativa del

mezzo.

È sempre εr > 1

2

21

04

1

r

qqF

=

0 è la costante dielettrica del vuoto

(8.854 * 10-12 C2/Nm2)

Quale è la forza elettrostatica esercitata da un corpo

di carica +q, su un corpo posto a 0.53 x 10-10 m di

carica –q, con q = 1.6 x 10-19 C

210

19199

2

21

)1053.0(

106.1106.1109

−

−−

==

x

r

qqkF

Essendo di segno opposto le cariche si attraggono e la forza

sarà diretta verso la loro congiungente

Una carica puntiforme di +3.0x10-6 C dista 12 cm da una

seconda carica puntiforme di -1.50 10x10-6 C. Calcolare

l'intensità della forza su ciascuna carica.

attrattiva

Trovare la distanza che separa due cariche puntiformi

q1=26.0mC e una carica puntiforme q2 = -47 mC in maniera tale

che la forza elettrica attrattiva tra di esse sia pari a 5.70N.

= iFF

principio di sovrapposizione

In un insieme più cariche puntiformi, la forza con la quale

interagiscono può essere calcolata come la somma

vettoriale di tutte le forze calcolate singolarmente.

Date 3 cariche uguali fra loro e poste ai vertici di un triangolo

equilatero, determinare l’intensità della forza su ciascuna di esse