FÍSICA PROF. NELSON BEZERRA

PROF. WILLIAM COSTA3º ANOENSINO MÉDIO

Unidade IVida e ambiente

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 3.1ConteúdoForça elétrica: Lei de Coulomb, módulo, direção e sentido da força elétrica entre duas cargas elétricas

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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HabilidadeCalcular, através da lei de Coulomb, a intensidade da força elétrica entre duas cargas elétricas puntiformes.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Em nossa anterior tratamos da evolução do modelo do átomo, desde a Grécia antiga até os dias atuais, vimos: Modelo de Dalton Modelo de Thomsom

REVISÃO

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Modelo de Rutherford Modelo de Rutherford-Bohr

REVISÃO

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Segundo o princípio da atração e repulsão entre corpos carregados, a força elétrica pode ser atrativa ou repulsiva. Você sabe dizer quando essa força é atrativa e quando é repulsiva?

DESAFIO DO DIA

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Força elétrica ou Lei de CoulombA força elétrica que age entre dois corpos, ou entre partículas carregadas eletricamente, depende do valor das cargas e da distância entre os dois objetos. Essa força foi chamada de Lei de Coulomb.

AULA

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AULA

9

Foi no ano de 1785 que o cientista francês, Charles Augustin Coulomb, através de medidas laboratoriais determinou que o valor do módulo da força que existe entre duas esferas carregadas, sendo uma carga (Q1) e outra (Q2), é proporcional ao produto, em módulo, de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância d entre elas.

AULA

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Na expressão, k é a constante de proporcionalidade chamada de constante eletrostática. Caso o meio em questão seja o vácuo, a constante eletrostática é representada por k0, e tem um valor igual a:

k = k0 = 9 x 109 N.m2/C2

F = K .Q1 . Q2

d2

AULA

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O gráfico abaixo nos mostra que quanto maior for a distância que separa os dois objetos carregados, menor será a força elétrica entre eles.A intensidade da força elétrica diminui com o quadrado da distância.

AULA

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É interessante notar que a força elétrica sempre atua na direção da linha imaginária que une as duas esferas (ou corpos), sendo que seu sentido é determinado pelo sinal relativo entre duas cargas.

AULA

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De acordo com a figura abaixo podemos perceber que a força é de ação atrativa quando as cargas possuem sinais diferentes e de ação repulsiva quando as cargas possuem sinais iguais.

AULA

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A força elétrica que atua sobre um dos corpos possui o mesmo valor, em módulo, e mesma direção que a força que atua sobre o outro corpo, porém possui sentido contrário.

AULA

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Colocando-se as cargas Q1 e Q2 ao longo de um eixo imaginário x, podemos representar três situações possíveis. Na figura, podemos ver que sempre surge um par de forças que agem separadamente em cada uma das cargas.Atração e repulsão de dois objetos carregados eletricamente.

AULA

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Exemplo 1Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes 3 . 10-5 C e 5 . 10-6 C, que se encontram no vácuo, separadas por uma distância de 15 cm.

AULA

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Solução:

Q1 . Q2 d2

F = 9 . 109 . 3 . 10-5 . 5 . 10-6

(15 . 10-2)2

F = K .

PREVIEWAULA

18

135 . 10-2

225 . 10-4

F = 0,6 . 102

F = 60 N

F =

PREVIEWAULA

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Exemplo 2Duas esferas recebem, respectivamente, cargas iguais a 2 μC e -4 μC, separadas por uma distância de 5 cm. Considere que as cargas estão no vácuo.a) Calcule o módulo da força de atração entre elas.

b) Se colocarmos as esferas em contato e depois as afastarmos por 2cm, qual será a nova força de interação elétrica entre elas?

AULA

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Solução:

Q1 . Q2 d2

99 . 109 . 2 . 10-6 . 4 . 10-6

(5 . 10-2)2

F = K .

F =

PREVIEWAULA

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72 . 10-3

25 . 10-4

F = 2,88 . 101

F = 28,8 N

F =

PREVIEWAULA

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Solução:Soluçãob) Quando as cargas entram em contado e separadas cada uma fica com carga de 2 μC.

F = K .

F = K .

Q1 . Q2

9 . 109 . 2 . 10-6 . 2 . 10-6

d2

(2 . 10-2)2

PREVIEWAULA

23

36 . 10-3

4 . 10-4

F = 9,0 . 101

F = 90 N

F =

PREVIEWAULA

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Calcule a intensidade da força elétrica de repulsão entre duas cargas puntiformes 2.10-5 C e 3.10-6 C, que se encontram no vácuo, separadas por uma distância de 50cm.

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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Gabarito

Q1 . Q2 d2

9 . 109 . 2 . 10-5 . 3 . 10-6

(50 . 10-2)2

F = K .

F =

INTERATIVIDADE

26

54 . 10-2

2500 . 10-4

F = 0,0216 . 102

F = 2,16 N

F =

INTERATIVIDADE

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