Il vettore Campo Elettrico
La zona dello spazio in cui una carica di prova risente di una forza elettrica si dice essere sede di campo elettrico E.
Si definisce vettore campo elettrico E in un punto dello spazio, il rapporto tra la forza agente sulla carica Fq e la carica q posta in quel punto:
E = Fq / q
L’unita di misura secondo il sistema internazionale è [ N/C ].
Conoscendo E possiamo determinare la forza che agisce su una carica posta nel punto:
Fq = q · E
Fq = forza elettrica [N]
q = carica elettrica [C]
E = vettore campo elettrico [N/C]
Il campo elettrico generato da una o più cariche puntiformi
Per la legge di Coulomb la forza Fq che agisce sulla carica q posta ad una certa distanza d dalla carica Q vale :
Di conseguenza l’intensità di E nel generico punto P distante d dalla carica Q vale:
Rappresentazione grafica del campo elettrico
La rappresentazione del campo elettrico generato da una carica puntiforme positiva o negativa sono raffigurati nelle seguenti immagini mediante le cosiddette linee di forza.
Le linee di forza hanno verso uscente dalla carica positiva ed entrante in quella negativa.
Le linee di forza generate da due cariche puntiformi uguali o disuguali sono rappresentate nelle seguenti figure:
Il vettore campo elettrico è tangente alle linee di forza in ogni loro punto ed ha verso concorde. Laddove le linee di forza sono più ravvicinate, l’intensità del campo è maggiore.
Il campo gravitazionale terrestre
Anche la terra genera intorno a sé un campo di forze: il CAMPO GRAVITAZIONALE TERRESTRE.
Nel campo gravitazionale terrestre il vettore caratteristico è definito dal rapporto tra peso e massa: l’accelerazione di gravità g:
P/m = g
Il campo gravitazionale terrestre è conservativo. Si dice conservativo un campo nel quale il lavoro fatto dalla forza caratteristica non dipende dal percorso, ma solo dalla posizione del punto iniziale e dalla posizione del punto finale di tale percorso. Solo per i campi conservativi ha senso definire la grandezza energia potenziale.
L’energia potenziale gravitazionale terrestre vale :
Epotg = m · g · h