LEI DE COULOMB

FORÇA ELETROSTÁTICA

Quando temos um corpo eletrizado cujas dimensões são desprezíveis em comparação com as distâncias que o separam de outros corpos eletrizados, chamamos esse corpo de carga elétrica puntiforme.

Dados dois corpos eletrizados, sendo Q1 e Q2 suas cargas elétricas, observamos que:

1) Se Q1 e Q2 têm o mesmo sinal, existe entre os corpos um par de forças de repulsão.

2) Se Q1 e Q2 têm sinais opostos, existe entre os corpos um par de forças de atração.

Consideremos duas cargas puntiformes Q1 e Q2, separadas por uma distância d . Entre elas haverá um par de forças, que poderá ser de atração ou repulsão, dependendo dos sinais das cargas. Porém, em qualquer caso, a intensidade dessas forças é:

. 2) E inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas

LEI DE COULOMB

1) Diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos dessas cargas .

F1/d2

E pode ser dado por :

FQ1.Q2.

Onde k é uma constante que depende do meio. No vácuo seu valor é:

Resumindo:A força elétrica de atração ou repulsão que existe entre dois corpos carregados eletricamente é diretamente proporcional às respectivas cargas elétricas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

F F

Gráfico da Lei de Coulomb

Se mantivermos fixos os valores das cargas e variarmos apenas a distância entre elas, o gráfico da intensidade de F em função da distância (d) tem o aspecto da Figura.

F1/d2

F F

Analogia com a Gravidade

Para explicar por que os objetos caem ou por que a lua permanece ao redor da Terra, por exemplo, Newton postulou que havia uma atração entre duas massas (por exemplo, a massa da terra e a massa do corpo que está caindo), ou seja, a lei da gravitação universal de Newton estabelece que, matéria atrai matéria na proporção direta das suas massas, e na proporção inversa da distância entre elas.

Em simbologia matemática ela é expressa pela equação:

A força elétrica de atração ou repulsão que existe entre dois corpos carregados eletricamente é diretamente proporcional às respectivas cargas elétricas e inversamente proporcionais ao quadrado da distância entre elas.

A força de atração entre corpos eletrizados não podia ser considerado de mesma natureza que a força de atração entre as massas. Se assim fosse, não seria possível um pente atritado, muitíssimo menor que a Terra, atrair um papel mais fortemente que o nosso planeta, que é o que acontece se você atritar o pente (esfregando-o no cabelo, por exemplo), e aproximá-lo de um pedaço de papel. Assim, como atração elétrica não poderia se dar entre massas, Coulomb, então, postulou que ela poderia ocorrer pelo fluido elétrico, mais tarde chamado de carga elétrica existente em cada corpo eletrizado. Por isso, substituiu as massas da lei de Newton pelas cargas Q1 e Q2.

Dados:massa do próton = 1,7 · 10-27 kgmassa do elétron = 9,1 · 10-31 kgcarga do elétron = carga do próton = 1,6 · 10-19 Cdistância entre o elétron e o próton = 5,3 · 10-11 m

Corpos que possuam, ao mesmo tempo, massa e carga. Quem pode servir bem para isso é um átomo de hidrogênio. Ele tem um elétron girando em torno de um próton. Tanto o próton como o elétron tem carga e massa. Então podemos comparar as duas forças. Para isso vamos precisar saber quanto valem à carga e a massa de cada um além da distância entre eles.

Vamos calcular a força de atração elétrica e gravitacional entre dois corpos.

Fg = 3,7 · 10-47 N Fe = 8,2 · 10-8 N

Razão entre as forças Fe /Fg , vale 2,21.1039 .

Este valor significa quantas vezes a Fe é maior que a Fg .

Resolvendo :