Lei de Coulomb
Colégio Adventista
Tiago Walescko Chimendes
06/03/13
O que é?
Interação (Força)
Cargas Elétricas
Atração e Repulsão
Q1 .Q2
F =k
2
d
Onde:
F – Força Elétrica (N)
Q1 e Q2 – Quantidade de carga
elétrica de cada corpo (C)
d – distância entre os corpos (m)
k – constante eletrostática do
meio
Constante k
Permissividade elétrica
Constante de Coulomb
Constante Dielétrica
k 0 = 9.10 N .m ² / C ²
9
Constante eletrostática no vácuo
“Os opostos se atraem.”
Cargas de Sinais Iguais – se repelem
Cargas de Sinais diferentes se atraem
Lei de Coulomb
Q1.Q2
F =k
2
d
Mas só tem um detalhezinho...
Distância:
Maior – menor a interação
Menor – maior a interação
A Lei de Coulomb – 3ª Lei de Newton
Hora de Relaxar 1:
Qual a intensidade da força elétrica entre duas
cargas elétricas de 6µC situadas no vácuo distantes
60cm uma da outra? Essa força é de atração ou
repulsão? (k0=9.109N.m²/C²; 1µC=1.10-6C)
Q1 = Q2 = 6µC
d = 60cm
−6
d = 0,6m
Q1 = Q2 = 6.10 C
k0 = 9.10 N .m² / C ²
9
F =?
Q1 = Q2 = 6.10 −6 C
d = 0,6m
k0 = 9.109 N .m² / C ²
Q1.Q2
F =k
2
d
−6
6.10 .6.10
F = 9.10
2
(0,6)
9
−12
36.10
F = 9.10
0,36
9
−6
F =?
−12
36.10
F = 9.10
0,36
9
F = 9.10 .100.10
9
F = 900.10
9 −12
F = 900.10
F = 0,9 N
−3
−12
Exemplo 2
Duas cargas elétricas puntiformes idênticas imersas
no vácuo, são colocadas a uma distância de 60cm.
A intensidade da força de repulsão entre elas é de
40N. (k0=9.109N.m²/C²)
a)
Qual é a carga elétrica que elas possuem?
b)
Se essas cargas forem colocadas em um meio
em que k=(1/4)k0 e a distância for reduzida um
terço?
a) Q1 e Q2=?
d = 60cm = 0,6m
F = 40 N
k 0 = 9.10 N .m ² / C ²
9
Q1.Q2
F =k
d²
d = 60cm = 0,6m
F = 40 N
k 0 = 9.109 N .m ² / C ²
Q1.Q2
F =k
d²
Q1.Q2
40 = 9.10
(0,6)²
9
Q1.Q2
40 = 9.10
(0,6)²
9
Q1.Q2
40 = 9.10
0,36
9
40 x0,36
=
Q
.
Q
1
2
9
9.10
40 x0,36
=
Q
.
Q
1
2
9
9.10
40 x0,04
=
Q
.
Q
1
2
9
10
1,6
=
Q
.
Q
1
2
9
10
1,6
=
Q
.
Q
1
2
9
10
−9
1,6.10 = Q1.Q2
−9
1,6.10 = Q ²
Q1 = Q2 = Q
−9
1,6.10 = Q ²
−4
0,4.10 = Q
−5
Q = 4.10 C
Q = 40 µC
b) F´=?, k=(1/4)k0 e d´=(1/3)d
Q1.Q2
F =k
d²
F = 40 N
1 Q1.Q2
F ´= k0
4 (d 3)²
Q1.Q2
F =k
d²
1 Q1.Q2
F ´= k0
4 (d 3)²
1 Q1.Q2
F ´= k0
d²
4
9
1
9
F ´= k0Q1.Q2 .
4
d²
Q1.Q2
F =k
d²
1
9
F ´= k0Q1.Q2 .
4
d²
9 Q1.Q2
F ´= k0
4
d²
9
F ´= 40
4
9
F ´= 40
4
F ´= 9.10
F ´= 90 N
F = 40 N
Se forem mais de duas cargas?
Faz-se a interação duas a duas
soma-se as interações duas a duas no fim.
Atividades
Apostila 9, página 14 e 15
Exercícios - todos
Exemplo 3:
Três objetos com cargas elétricas idênticas estão
alinhados como mostra a figura. O objeto C exerce
sobre B uma força igual a 3,6.10-6N. Qual é força
elétrica resultante dos efeitos de A e C sobre B?
−6
FCB = 3,6.10 N
−2
d AB = 1cm = 1.10 m
−2
d CB = 3cm = 3.10 m
FCB
Q1Q2
= k0 2
d CB
FAB
3d AB = d CB
FAB = k0
d AB
d CB
=
3
Q1Q2
= k0 2
d AB
Q1Q2
 d CB 


 3 
2
FAB = k0
FAB
Q1Q2
 d CB 


 3 
2
Q1Q2
= k0 2
d CB
9
FAB
9
= k0Q1Q2 2
d CB
FAB
Q1Q2
= 9k 0 2
d CB
FCB
Q1Q2
= k0 2
d CB
FCB = 3,6.10 −6 N
FAB
Q1Q2
= 9k 0 2
d CB
FAB = 9.3,6.10
FAB = 32,4.10
−6
−6
FAB = 32,4.10
−6
FCB
FAB
FRB = FAB + FCB
FRB = FAB − FCB
−6
FRB = 32,4.10 − 3,6.10
−6
FRB = 28,8.10
−6
−5
FRB = 2,88.10 N
Exemplo 4:
Três objetos com cargas elétricas idênticas estão alinhados
como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B uma força
igual a 3,0.10-6N. Qual é força elétrica resultante dos
efeitos de A e C sobre B?
−6
FCB = 3,6.10 N
−2
d AB = 1cm = 1.10 m
−2
d CB = 3cm = 3.10 m
FCB
Q1Q2
= k0 2
d CB
3.10
FCB
−6
Q.Q
= 9.10
−2
(3.10 )²
9
Q²
= 9.10
−4
9.10
9
3.10
Q²
= 10
−4
10
−6
9
−6
3.10 = 10 Q
13
−6
3.10
2
=Q
13
10
3.10
−19
=Q
2
2
3.10
FAB
−19
=Q
2
Q²
= k0
d²
− 19
3.10
FAB = 9.10
−2
(1.10 )²
9
− 10
27.10
FAB =
−4
1.10
−6
FAB = 27.10 N
FCB
FAB
FRB = FAB + FCB
FRB = FAB − FCB
−6
FRB = 27.10 − 3.10
−6
FCB
FAB
−6
FRB = 27.10 − 3.10
−6
FRB = 24.10 N
−5
FRB = 2,4.10 N
−6