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Un palloncino, se sfregato con un panno di lana, acquista una proprietà che prima non aveva: quella di attirare a sé oggetti molto leggeri, come coriandoli o palline di polistirolo. Un corpo che è divenuto capace di attirare oggetti leggeri è detto elettrizzato. Facendo passare un pettine di plastica tra i capelli asciutti, possiamo elettrizzare sia il pettine sia i capelli; analogamente, strisciando le suole di gomma su un tappeto, elettrizziamo suole e tappeto: in generale, strofinando la plastica o il vetro con la lana o con la seta, elettrizziamo tutti questi materiali. L'elettrizzazione per strofinio si produce facilmente in molti oggetti, come l'ambra, nota già agli antichi greci. Un corpo carico contiene cariche di tutti e due i tipi, tuttavia, soltanto gli elettroni sono mobili e possono trasferirsi da un corpo all'altro. Facciamo un esperimento ■ Prendiamo in mano un cucchiaio di metallo, strofiniamolo con un panno di lana e av viciniamolo a dei pezzetti di carta: osserviamo che il cucchiaio non li attrae. ■ Poi impugniamo il cucchiaio con un guanto di gomma: dopo averlo di nuovo strofina to, vediamo che il cucchiaio si elettrizza e attrae i pezzetti di carta. Tutti gli oggetti possono essere caricati per strofinio, ma alcuni, in particolari circostanze, non trattengono la carica elettrica. Per esempio, gli oggetti di metallo perdono la carica quando sono a contatto con le mani nude. Le sostanze come la plastica, che si caricano sempre quando sono strofinate, si chiamano isolanti elettrici Le sostanze come i metalli, che si comportano in modo diverso, si dicono conduttori elettrici. Questo esperimento mostra che i conduttori possono subire elettrizzazione per contatto. Sfruttando l'elettrizzazione per contatto possiamo suddividere una determinata quanti tà di carica in n parti uguali. ….,,,, L'elettroscopio a foglie è uno strumento che indica se un oggetto è carico. E formato da un'asta metallica verticale, collegata in alto a un pomello conduttore e in basso a due foglie conduttrici molto sottili. L'asta e le foglie sono chiuse in un recipiente di vetro che serve da protezione e da sostegno. Un oggetto è carico se, messo a contatto con l'elettroscopio, fa divaricare le sue foglie. Un elettroscopio misura il valore assoluto della carica elettrica, ma non riesce a distinguere la natura positiva o negativa della carica. …., ,,, la carica elettrica si presenta sempre come un multiplo, positivo o negativo, della carica elettrica elementare e = 1,6022 × 10" C. In un sistema chiuso, cioè un sistema che non scambia materia con l'esterno, la somma algebrica delle cariche elettriche si mantiene costante, indipendentemente dai fenomeni che in esso hanno luogo. LA LEGGE DI COULOMB Come abbiamo visto, due corpi che hanno cariche dello stesso segno si respingono e due che hanno cariche di segno opposto si attraggono. Se i due corpi sono puntiformi, ciò vuol dire che la forza elettrica dell'uno sull'altro è sempre diretta lungo la linea che li congiunge, ma non ha sempre lo stesso verso Se le due cariche sono entrambe positive o entrambe negative, i due vettori forza Fe-F (uguali e opposti per il terzo principio della dinamica) puntano verso l'esterno: le forze sono repulsive. Se una delle due cariche è positiva e l'altra è negativa, i due vettori forza puntano verso l'interno: le forze sono attrattive. La legge di Coulomb dice in che misura due cariche puntiformi si attraggono o si re spingono. Secondo questa legge, la forza elettrica che due cariche puntiformi esercitano l'una sull'altra è: direttamente proporzionale a ciascuna carica; ■ inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza. Mantenendo fissa la distanza se si raddoppia una delle cariche, anche la forza raddoppia; se si triplica una delle cariche, anche la forza triplica. ….. Il simbolo e, rappresenta la cosiddetta costante dielettrica assoluta del vuoto o, più semplicemente, costante dielettrica del vuoto. Il principio di sovrapposizione Una carica puntiforme può risentire contemporaneamente delle forze elettriche generate da numerose cariche presenti nelle vicinanze. In questo caso, la forza totale che agisce sulla carica elettrica è uguale alla somma vettoriale delle singole forze che agirebbero su di essa se ciascuna delle altre cariche fosse presente da sola. . ,... La costante dielettrica relativa Gli esperimenti mostrano che il rapporto tra il modulo F, della forza elettrica nel vuoto e il suo modulo F in un mezzo isolante è costante, cioè non dipende dalle cariche che interagiscono né dalla loro distanza. Tale rapporto è chiamato costante dielettrica relativa del mezzo ….,,, Per la legge di Coulomb, l'attrazione tra cariche vicine è più intensa della repulsione tra cariche lontane; quindi la sfera è attratta verso la bacchetta. Nel complesso il conduttore è ancora neutro, ma in esso la carica non è più distribuita in modo uniforme. Si chiama induzione elettrostatica la ridistribuzione di cariche causata, in un con duttore, dalla vicinanza di un corpo elettrizzato. Definiamo elettrostatici i fenomeni che hanno origine da cariche elettriche ferme e i processi, come l'induzione appena descritta, al termine dei quali le cariche raggiungono un nuovo stato stazionario. Lo studio di tutti questi fenomeni e processi, e delle forze che in essi sono in gioco (descritte dalla legge di Coulomb), è chiamato elettrostatica.