Analogie e differenze tra forza elettrica e forza gravitazionale
Quali sono le analogie e le differenze tra la forza elettrica e la forza gravitazionale?
La forza elettrica di Coulomb riguarda la forza che si instaura tra due cariche elettriche Q1 e Q2 poste a una distanza d.
La forza gravitazionale è invece la forza che si instaura tra due corpi di massa m1 e m2 posti a una certa distanza.
La forza elettrica di Coulomb e quella gravitazionale di Newton hanno innumerevoli punti in comune così come notevoli differenze. È bene esporre un quadro chiaro e sintetico su tali analogie e differenze.
Analogie tra forza elettrica e forza gravitazionale
- La formulazione matematica delle due forze ha la stessa struttura, ovvero entrambe le forze sono direttamente proporzionali al prodotto delle cariche/masse ed inversamente proporzionali al quadrato della distanza:
- Entrambe le forze agiscono a distanza, senza che vi sia un contatto diretto tra i due corpi
- Entrambe decrescono al quadrato della distanza, cioè se la distanza diventa il doppio la forza diventa un quarto
- Le due forze agiscono lungo la congiungente dei due corpi
Differenze tra forza elettrica e forza gravitazionale
- La forza gravitazionale si esercita tra tutti i corpi dotati di massa, mentre quella elettrica solo tra i corpi dotati di carica elettrica
- La forza gravitazionale è solo attrattiva, quella elettrica può avere natura anche repulsiva
- Esiste solo un tipo di massa ma due diversi tipi di carica (positiva e negativa)
- La forza elettrica dipende dal mezzo in cui si ci pone in particolare risulta massima nel vuoto. La forza gravitazionale non dipende dal mezzo in quanto la costante G è sempre la stessa invece la costante elettrica K dipende dal mezzo.
- A livello microscopico la forza gravitazionale è molto più debole della forza elettrica, pertanto prevale quest'ultima (ad esempio tra un elettrone e un protone il rapporto tra forza elettrica e forza gravitazionale è di 1039 volte).
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