FORÇA DE ORIGEM ELÉTRICA
Setor 1202
Aula 41 e 42
Prof. Calil
OBSERVAÇÕES
1- Na teoria que será desenvolvida no curso de Eletrostática, iremos considerar
somente corpos eletrizados com dimensões desprezíveis em relação
às demais distâncias envolvidas nos fenômenos. São os corpos eletrizados
puntiformes com cargas de valor Q ou q. Na prática é comum não se escrever
ou se falar: “É dado um corpo eletrizado de dimensões desprezíveis, portador da
carga elétrica Q”. Simplificadamente escrevemos ou dizemos “É dado uma
carga elétrica puntiforme Q” ou “É dado uma carga Q”. Por facilidade,
assim nos expressaremos nos textos que compõe o estudo da Eletrostática.
2- Também no estudo das interações entre corpos eletrizados considerar que corpos
ligados por um fio condutor, ou em contato entre si, agem como se formassem um
único corpo:
A
B
A
B
A B
=
ou
fio
3- Quando corpos de idênticas dimensões, eletrizados com cargas elétricas diferentes,
são postos em contato, após o contato adquirem cargas elétricas de mesmo valor,
média aritmética das cargas iniciais:
A
B
Qa
A
B
Qb
A
B
Q
Q
Q = (QA + QB) ÷ 2
4- O meio existente entre os corpos eletrizados ou entre o corpo eletrizado e um
ponto será sempre o vácuo.
5- Relembrando algumas operações com potências de 10:
10m x 10n = 10 n + m ; 10m ÷ 10n = 10 n ― m ; (10n) m = 10
α
10m = 10
α .m
m÷n
6- Relembrando a conversão de unidades: Dado um no em cm, para converter em
metros, multiplique o número por 10 ― 2. Para converter o no de mm para
metros, multiplique o número por 10 ― 3. Exemplo: 3 cm = 3.10 ― 2 m.
FORÇA DE ORIGEM ELÉTRICA (COULOMB)
Sejam dadas duas cargas elétricas puntiformes Qa e Qb, separadas pela distância d, no
vácuo. Se forem de mesmo sinal, elas irão se repelir com uma força de origem elétrica F, com as
seguintes características:
Qa
F
Qb
d
Intensidade: Valor da força, sempre positivo, com unidade.
F
O valor da força elétrica depende de três fatores:
a) O estado de eletrização dos corpos, que é dado
pelo valor de suas cargas elétricas. Se o valor de uma delas aumenta, a intensidade da ação
entre elas também aumenta. Daí:
F  |Q ||Q |
a
b
b) Charles Augustin Coulomb realizando experiências com uma balança de torção
verificou que a força de atração ou repulsão entre dois corpos eletrizados é inversamente
proporcional ao quadrado da distância entre eles:
F  1 / d2
c) O meio existente entre os corpos que será sempre o vácuo, e ao qual foi
atribuído o valor K = 9.109 N.m2/C2. Conforme o meio existente entre os corpos muda o valor
desta constante. Na água, ela se torna 81 vezes menor.
Se o valor da força elétrica entre corpos eletrizados depende do valor das cargas
elétricas dos corpos (a), da distância entre eles (b) e do meio (c), então dependerá
simultaneamente destes três itens. Daí:
F═K
|Qa|x|Qb|
d2
F em newtons (N)
Qa e Qb em coulombs (C)
d em metros(m)
K = 9.109 N.m2/C2 (sempre)
Muitos exercícios não requisitam a aplicação desta equação. São resolvidos aplicando
apenas um dos conceitos apresentados nos itens (a), (b) e (c) acima. É o caso dos valores das
cargas ou da distância, não mudarem de uma situação para outra.
Direção: É a da reta que une as duas cargas elétricas.
Sentido: Se as cargas são de mesmo sinal, é de repulsão. Se forem de sinais
opostos, é de atração
Ponto de aplicação: Desenhar uma força em cada carga elétrica, com o mesmo
tamanho.
A intensidade da força elétrica varia conforme a distância entre as cargas elétricas.
Portanto seu trabalho é calculado pela área no gráfico de F = f(d), ou pela variação da energia
potencial elétrica do sistema.
Gráfico da intensidade da força em função da distância entre as cargas
F
1/d2
F
A área dá o valor do trabalho realizado pela força
No gráfico representa-se F = f(d), ou seja: F = 1/d2
O gráfico é uma hipérbole, pois para d tendendo a
zero, F tende a infinito. Para d tendendo a infinito,
--------
ζ
F tende a zero.
d
Resultante
Para calcular o valor da resultante R entre duas forças de intensidades FA e FB
aplicamos o processo do polígono de forças.
Se as forças possuírem a mesma intensidade F, e formarem um ângulo α entre elas, a
resultante terá o valor R igual a:
α = 00  R = 2F;
α = 600  R = F
3
;
α = 90o  R = F
2
α = 120o  R = F;
α = 1800  R = 0, que origina a situação de equilíbrio.
;
FA
FA
Q
FB
Q
Resultante

FB
FORÇAS IGUAIS
Q
α = 00
R=0
α = 1200
R= F
α = 600
R = F √3
α = 900
R=F√2
α = 1800
R = zero