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.
LEI DE COULOMB
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:
F
F
1) Diretamente proporcional ao produto dos
FQ1.Q2
.Resumindo:
valores
absolutos dessas cargas .
A força elétrica de atração ou repulsão
. 2)que
E inversamente
proporcional
existe entre dois
corpos ao
F1/d2
quadrado
da distância
entreéelas
carregados
eletricamente
diretamente
proporcional às respectivas cargas
elétricas
inversamente
E pode eser
dado por : proporcional
ao quadrado da distância entre elas.
Onde k é uma constante que depende
do meio. No vácuo seu valor é:
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.
F
F
F1/d2
Analogia com a Gravidade
Para
A força
explicar
de atração
por que
entre
os objetos
corpos caem
eletrizados
ou pornão
quepodia
a lua ser
permanece
considerado
ao
redor
de mesma
da Terra,
natureza
por exemplo,
que a força
Newton
de atração
postulou
entre
queas
havia
massas.
uma atração
Se assim
entre
fosse,
duas
nãomassas
seria possível
(por exemplo,
um pente
a massa
atritado,
da muitíssimo
terra e a massa
menor
doque
corpo
a
que
Terra,
estáatrair
caindo),
um papel
ou seja,
mais
a lei
fortemente
da gravitação
que ouniversal
nosso planeta,
de Newton
que é o
estabelece
que acontece
que,se
matéria
você atritar
atrai matéria
o pentena
(esfregando-o
proporção direta
no cabelo,
das suas
por
massas,
exemplo),
e na
e aproximá-lo
proporção inversa
de um da
pedaço
distância
de papel.
entreAssim,
elas. como atração
elétrica não poderia se dar entre massas, Coulomb, então, postulou
Em
simbologia
matemática
elafluido
é expressa
pela
equação:
que
ela poderia
ocorrer pelo
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.
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.
Vamos calcular a força de atração elétrica e gravitacional entre dois corpos.
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.
Dados:
massa do próton = 1,7 · 10-27 kg
massa do elétron = 9,1 · 10-31 kg
carga do elétron = carga do próton = 1,6 · 10-19 C
distância entre o elétron e o próton = 5,3 · 10-11 m
Resolvendo :
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 .