Legge di Coulomb

Le cariche elettriche emettono forze l'una sull'altra, nel 1785 Coulomb calcolò sperimentalmente l'entità di queste forze. Il risultato ottenuto da Coulomb per due cariche elettriche puntiformi $q_1$ e $q_2$ separate dalla distanza $r$, è che la forza agente tra le cariche puntiformi $q_1$ e $q_2$ è direttamente proporzionale al prodotto delle cariche e inversamente proporzionale al quadrato della distanza che le separa. La direzione della forza risultante è data dalla retta congiungente le due cariche, questo risultato è noto come legge di Coulomb.

In simboli:

$F=k\frac{q_1{q}_2}{r^2}$

Dove $k$ è la costante di coulomb, dipendente dal sistema di unità di misura adottato e dal mezzo in cui le cariche sono immerse ($k=8,99\cdot 10^9\mathrm{N}{\mathrm{m}}^{\mathrm{2}}{\mathrm{C}}^{\mathrm{-}\mathrm{2}}$). La legge di Coulomb può essere riportata anche in altro modo, infatti

$k=\frac{1}{4\cdot \pi \cdot {\epsilon }_0}$

dove ${\epsilon }_0$ è la costante dielettrica del vuoto (${\epsilon }_0=8,854\cdot 10^{-12}{\mathrm{C}}^{\mathrm{2}}{\mathrm{m}}^{\mathrm{-}\mathrm{2}}{\mathrm{N}}^{\mathrm{-}\mathrm{1}}$).

sostituendo all'equazione precedente questo valore di $k$ si ha:

$F=\frac{1}{4\cdot \pi \cdot {\epsilon }_0}\frac{q_1{q}_2}{r^2}$