Forza di Coulomb, chiamata anche forza elettrostatica o interazione di Coulomb, attrazione o repulsione di particelle o oggetti a causa della loro carica elettrica. Una delle forze fisiche fondamentali, la forza elettrica prende il nome da un fisico francese, Charles-Augustin de Coulomb, che nel 1785 pubblicò i risultati di un’indagine sperimentale sulla corretta descrizione quantitativa di questa forza.
Due cariche elettriche simili, entrambe positive o entrambe negative, si respingono lungo una linea retta tra i loro centri. Due cariche diverse, una positiva e una negativa, si attraggono lungo una linea retta che unisce i loro centri. La forza elettrica è operativa tra le cariche fino a distanze di almeno 10-16 metri, o circa un decimo del diametro dei nuclei atomici. A causa della loro carica positiva, i protoni all’interno dei nuclei si respingono a vicenda, ma i nuclei si tengono insieme grazie ad un’altra forza fisica di base, l’interazione forte, o forza nucleare, che è più forte della forza elettrica. I corpi astronomici massicci, ma elettricamente neutri, come i pianeti e le stelle, sono legati insieme nei sistemi solari e nelle galassie da un’altra forza fisica di base, la gravitazione, che sebbene sia molto più debole della forza elettrica, è sempre attraente ed è la forza dominante a grandi distanze. A distanze tra questi estremi, comprese le distanze della vita quotidiana, l’unica forza fisica significativa è la forza elettrica nelle sue molte varietà insieme alla forza magnetica correlata.
La grandezza della forza elettrica F è direttamente proporzionale alla quantità di una carica elettrica, q1, moltiplicata per l’altra, q2, e inversamente proporzionale al quadrato della distanza r tra i loro centri. Espressa sotto forma di equazione, questa relazione, chiamata legge di Coulomb, può essere scritta includendo il fattore di proporzionalità k come F = kq1q2/r2. Nel sistema di unità centimetro-grammo-secondo, il fattore di proporzionalità k nel vuoto è fissato a 1 e la carica elettrica unitaria è definita dalla legge di Coulomb. Se una forza elettrica di una unità (un dyne) si genera tra due cariche elettriche uguali distanti un centimetro nel vuoto, la quantità di ogni carica è una unità elettrostatica, esu, o statcoulomb. Nel sistema metro-kilogrammo-secondo e nel sistema SI, l’unità di forza (newton), l’unità di carica (coulomb) e l’unità di distanza (metro) sono tutte definite indipendentemente dalla legge di Coulomb, quindi il fattore di proporzionalità k è costretto ad assumere un valore coerente con queste definizioni, cioè k nel vuoto è uguale a 8,98 × 109 newton metro quadro per coulomb quadrato. Questa scelta del valore di k permette alle unità elettriche pratiche, come l’ampere e il volt, di essere incluse con le comuni unità meccaniche metriche, come il metro e il chilogrammo, nello stesso sistema.