Corso di Fisica Elettromagnetismo: Carica elettrica e forza

Cos’è l’elettromagnetismo?

🔍 Contenuti dettagliati:

📌 Cos’è un campo fisico

• Campo: una grandezza definita in ogni punto dello spazio che può agire su oggetti con determinate proprietà.
• Esempio: campo gravitazionale → attrae oggetti con massa.
• Campo elettrico → agisce su oggetti con carica elettrica.

📚 Confronto:

Tipo di campo	Oggetto influenzato	Formula base	Forza agisce su...
Gravitazionale	Massa	F = G·m₁·m₂/r²	ogni corpo con massa
Elettrico	Carica elettrica	F = k·q₁·q₂/r²	ogni carica

📌 Introduzione all’elettromagnetismo

• Scoperta fondamentale: elettricità e magnetismo sono due facce della stessa medaglia.
• Le equazioni di Maxwell (introdotte in modo semplice) unificano i due fenomeni.
• Si studia il campo elettrico (dovuto a cariche) e il campo magnetico (dovuto a correnti).

📌 Le 4 forze fondamentali della natura:

1. Gravità
2. Forza nucleare forte
3. Forza nucleare debole
4. Interazione elettromagnetica (focus del corso)

👉 Importanza: è la forza dominante a scala atomica e nelle tecnologie moderne.

📌 Elettromagnetismo nella vita quotidiana

• Schermo del cellulare (onde elettromagnetiche)
• Microonde, Wi-Fi, Bluetooth
• Dinamo della bicicletta
• Forno a induzione
• Schede magnetiche e carte contactless

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🧪 Attività pratica:

Esperimento dimostrativo – Campo elettrico invisibile

• Materiale: foglio A4, zucchero a velo, cucchiaio, pettine di plastica, lana.
• Strofina il pettine con la lana per elettrizzarlo.
• Avvicina il pettine al cucchiaio con zucchero: vedrai lo zucchero “saltare”.
• Spiegazione: il campo elettrico esercita una forza invisibile sulla materia!

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✅ Test finale modulo 1

1. Cos’è un campo fisico?
   A) Un’area piena di energia visibile
   B) Una zona dello spazio in cui si manifesta una forza su un certo tipo di oggetto
   C) Una proprietà dei materiali conduttori
   D) Un’onda magnetica

2. Quale delle seguenti è una forza fondamentale della natura?
   A) Forza frizionale
   B) Forza termica
   C) Forza elettromagnetica
   D) Forza centrifuga

3. L’elettromagnetismo è importante perché…
   A) Interessa solo le particelle subatomiche
   B) Non ha applicazioni pratiche
   C) Spiega sia i fenomeni elettrici sia quelli magnetici
   D) È utile solo nei laboratori

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🟢 Soluzioni modulo 1:

1. B
2. C
3. C

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Carica elettrica e forza

🔍 Contenuti dettagliati:

📌 Cariche elettriche: positive e negative

• Cariche elementari: elettroni (-), protoni (+)
• Regola fondamentale:
  • Opposti si attraggono
  • Uguali si respingono
• Atomi neutri = stesso numero di protoni ed elettroni

📌 Legge di Coulomb (semplificata)

• La forza elettrica tra due cariche dipende:
  • dall’entità delle cariche (più cariche → più forza)
  • dalla distanza (più lontane → meno forza)
• Forma qualitativa:
  F elettrica ∝ (q₁ × q₂) / distanza²

🧠 Paragone utile: è come la forza gravitazionale, ma può attrarre o respingere!

📌 Conduttori, isolanti e semiconduttori

Tipo	Caratteristiche principali	Esempi
Conduttori	Lasciando passare le cariche facilmente	Rame, argento, alluminio
Isolanti	Le cariche non si muovono liberamente	Plastica, gomma, vetro
Semiconduttori	Comportamento intermedio (dipende da condizioni)	Silicio, germanio

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🧪 Esperimenti facili

Esperimento 1 – Carica e attrazione

• Materiale: palloncino, capelli asciutti, pezzetti di carta.
• Gonfia e strofina il palloncino sui capelli → si carica.
• Avvicinalo a pezzetti di carta: vengono attirati.

Esperimento 2 – Pettine e carta

• Pettine di plastica, lana, pezzetti di carta.
• Dopo averlo strofinato sulla lana, il pettine attrae la carta.

👉 Conclusione: stai osservando le forze elettriche in azione!

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✅ Test finale modulo 2

1. Due cariche dello stesso segno…
   A) Si attraggono sempre
   B) Si respingono
   C) Si fondono
   D) Restano neutre

2. La forza elettrica aumenta se…
   A) Le cariche si avvicinano
   B) Le cariche sono più lontane
   C) Una delle due cariche è neutra
   D) Si usa un campo gravitazionale

3. Quale materiale è un buon conduttore?
   A) Legno
   B) Plastica
   C) Rame
   D) Vetro

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🟢 Soluzioni modulo 2:

1. B
2. A
3. C