Analogie e differenze tra campo elettrico,magnetico e gravitazionale
Cos'è un campo?
In una determinata area dello spazio è presente un campo vettoriale, se ad ogni singolo punto di quest'area è associabile un vettore.In particolare analizziamo i campi : gravitazionale, elettrico e magnetico; con le loro rispettive analogie e differenze.
ANALOGIE
Il campo elettrico, analogamente al campo magnetico e gravitazionale, sono campi di forza vettoriale descritti da linee di forza.I tre campi sostengono l'ipotesi dell'"azione a distanza", un'azione che un corpo può esercitare su un'altro senza che vi sia un contatto tra i due; sono inoltre descritti in ogni punto da linee di campo ovvero linee immaginarie tangenti in ogni punto del campo, la cui quantità è direttamente proporzionale all'intensità del campo.
Sia il campo elettrico che quello gravitazionale e magnetico si evidenziano attraverso l'uso di un "elemento di prova" che abbia un modulo trascurabile in modo da non perturbare il campo."Per evidenziare un campo elettrico, come sappiamo, si fa uso di una "carica spia", per quanto riguarda il campo magnetico si fa uso di un "magnete di prova" mentre per analizzare un campo gravitazionale si fa uso della cosi chiamata "massa di prova".
Parlando di campo elettrico distinguiamo due tipi di particelle cariche, i protoni carichi positivamente e gli elettroni carichi negativamente; analogamente parlando di campo magnetico distinguiamo due poli, il polo nord ed il polo sud.Cariche e poli dello stesso tipo si respingono e di tipo opposto si attraggono. Infatti:
Sia il campo elettrico che il campo magnetico sono sia attrattivi che repulsivi.
Il campo elettrico e il campo gravitazionale condividono delle nette somiglianze tra la formula di Coulomb, che regola la forza all'interno del campo elettrico, e la Legge di Newton, che regolare la forza presente in un campo gravitazionale.La forza di Coulomb ha la stessa forma matematica della forza gravitazionale di Newton, entrambe le forze sono direttamente proporzionali al prodotto delle proprietà dei due corpi e inversamente proporzionali al quadrato della loro distanza.
Il campo elettrico, analogamente al campo gravitazionale, è un campo conservativo poichè il lavoro compiuto dalle forze del campo non dipende dal percorso compiuto ma esclusivamente dal punto di partenza e dal punto di arrivo.
Le linee di forza del campo elettrico, analogamente a quelle del campo gravitazionale sono "linee aperte".Nel campo elettrico le linee sono sia uscenti che entranti, mentre del campo gravitazionale le linee sono esclusivamente entranti.
DIFFERENZE
Le linee di forza di un campo magnetico, differentemente dal campo elettrico e gravitazionale, sono linee chiuse.
Il campo magnetico, a differenza degli altri due campi non è conservativo poichè la circuitazione non è nulla.
Il campo gravitazionale, differentemente dagli altri due campi, è solamente attrattivo.
Mentre il campo elettrico agisce solo su corpi carichi, il campo gravitazionale agisce su tutti i corpi dotati di massa.