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Cariche elettriche e forza di Coulomb
1. Carica elettrica2. Elettrizzazione dei corpi 3. Isolanti e conduttori4. Elettroscopio 5. Forza di Coulomb6. Conservazione della carica 7. Quantizzazione della carica
una storia che inizia cosi’: 2500 anni fa i greci conoscevano le proprieta’ dell’ ήλεκτρον , che noi chiamiamo ambra ...
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Elettrizzazione per strofinio(sbarretta di ambra o di plastica e panno di lana)
Perche’ succede questo?
ISOLANTI
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La struttura di un atomoATOMO
Che vuol dire ione positivo He+?l’atomo ha perso un elettrone
Che vuol dire ione negativo He-?L’atomo ha tre elettroni, ne ha uno in piu’
Calcolo della carica totale di un atomo di He neutro
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La carica elementare
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Particelle subatomiche(neutrone, protone, elettrone)
Carica elettrica = 0C
Elettrone
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Vetro e ambra elettrizzati (gli uguali si respingono, gli opposti si attraggono)
ISOLANTI
Elettrizzazione del vetro per strofinio
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I conduttori non si elettrizzano per strofinio a meno che ...
CONDUTTORI
1) 2)
3) 4)
Forse i guanti di plastica fanno la differenza?
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I conduttori si elettrizzano per contatto e ...
... la carica elettrica si distribuisce equamente ...
... se i conduttori hanno la stessa forma e la stessa dimensione
CONDUTTORI
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Induzione
Attrazione elettrostatica tra inducente e indotto
ATTENZIONE
Il corpo indotto rimane neutro
Il corpo inducente non perde la sua carica
CONDUTTORI
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PolarizzazioneATTENZIONE
Il corpo polarizzato rimane neutro
Il corpo inducente non perde la sua carica
ISOLANTI
Polarizzazione per orientamento delle molecole dell’isolante oppure per deformazione e orientamento delle stesse molecole
Molecole di carta deformarte e orientate
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Elettroscopio
serve per ‘vedere’ le cariche elettriche, se ha una scala graduata si chiama elettrometro e serve per misurare
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Forza di Coulomb221
041
rqqF
Definizione dell’unita’ di misura della carica elettrica, C coulomb
Cqq 121 mr 1
NmCC
CmNF 9
22
29 109
111109
Due cariche elettriche sono di 1 C se, poste a distanza di 1 m nel vuoto, si attraggono o si respingono con una forza di 9.109 N.
costante dielettrica del vuoto
2
29
0
10941
CNm
2
212
0 10854,8NmC
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Bilancia di torsione di Coulomb1785
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Confronto tra forza elettrica e forza gravitazionale nell’atomo di H
Ceqq ep19106.1 Kgme
31101.9 Kgmp27107.1
mrH11103.5
NFel8102.8
NFgrav47
. 106.3
mrp15101
1039 volte maggiore!
dati
atomo di idrogeno
39
.
10grav
el
FF
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Forza fra due cariche in un dielettrico
mr F
F0
r costante dielettrica relativa del materiale, adimensionale, maggiore di 1
801,2
00059,1
acqua
paraffina
aria
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Conservazione della carica elettrica
La carica elettrica totale dell’universo e’ costante. Nessun processo fisico puo’ determinare un aumento o una diminuzione della quantita’ totale di carica dell’Universo
In un sistema isolato la carica totale e’ costante
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Quantizzazione della carica elettrica
Qualunque quantita’ di carica e’ un multiplo intero della carica elementare
Q+ = + N . e Q - = - N . e