LEI DE COULOMB Cálculo do módulo da força de interação entre duas cargas elétricas. Você encontra esta aula no endereço: http://fisica-para-todos.blogspot.com/ Marcos Prado Lei de Coulomb AÇÃO E REAÇÃO q1 q2 d N 1 Coulomb = 1C Este corpo tem uma carga de -1C. C q1.q2 F α q1 Fα 2 F α qF 2 d Unidade de carga elétrica q1.q2 Ko 2 d 1m Fα 2 d 9 N.m2/C2 Ko= 9x10 -1C Ele tem 6,25 x 1018 elétrons a mais que o número de prótons. Obs: Carga do elétron: qe qe = -1,6 x 10-19 C EXERCÍCIO 1: Determine a força de interação entre as cargas QA e QB. 3,0m PREFIXOS mili = 1m = 1x10-3 micro = 1µ = 1x10-6 nano = 1n = 1x10-9 QA = 3µC QB = -4mC 2 6 3 Nm 3 x 10 C . 4 x 10 C qA.qB 9 F K o 2 9x10 = 12 N 2 2 d C (3m) EXERCÍCIO 2: F1 q2=8mC 3,0 m FR 24N q’=4C 4,0 m q1=6mC Determine a força resultante sobre q’. F2 q’ 18N 900 FR 24 18 =30N 2 2 3 6 q1.q' 6 x 10 . 4 x 10 24N F1 K o 2 9x109 2 3 3 3 6 q2.q' 9 8 x10 .4 x10 18N F2 K o 2 9x10 2 4 4 d QA QB GRÁFICO Fxd 1 F 2 d F(N) F(N) d(m) 360 1 X2 X3 ÷ 9 ÷4 90 2 40 3 22,5 4 360 1 F 2 d 270 180 14,4 90 40 0 1 2 3 4 5 d(m) 5 As cargas q1, e q2 estão fixas, e a carga q’ está em equilíbrio sustentada por um fio fino e isolante. EXERCÍCIO 3: Determine a massa da esfera q’. fio isolante T g α q2=12mC 2 tg() 1 2 q1=4mC 2,0 m q’=2C P F1 2,0 m F2 α = 45o EXERCÍCIO 3: q1=4mC T g α q2=12mC P 2,0 m 3 6 q1.q' 4 x 10 . 2 x 10 18N F1 K o 2 9x109 2 2 2 3 6 q2.q' 12 x 10 . 2 x 10 54N F2 K o 2 9x109 2 2 2 2,0 m q’=2C F1 F2 EXERCÍCIO 3: T α q α F1 P F2 F1 P tg() 1 F2 F1 P F2 18 + P = 54 P = 36N P = m.g 36 = m.10 m = 3,6 Kg (F1 P) F2 INFLUÊNCIA DO MEIO NA FORÇA ELETROSTÁTICA vácuo No isolante a força eletrostática é menos intensa. isolante Força resultante: F F = Fo - Fi F < Fo INFLUÊNCIA DO MEIO NA FORÇA ELETROSTÁTICA q1 vácuo q2 q1.q2 Fo K o 2 d d isolante q1 q2 d Fo F K K o q1.q2 F 2 K d K = constante dielétrica do meio Kágua = 81 Kvácuo = 1,00000 ≈ Kar EXERCÍCIO 4: As cargas q1 e q2 estão fixas sobre uma mesa horizontal, sem atrito e isolante. Em que posição deve ser colocada uma carga q’ = -72mC, de modo que ela fique em equilíbrio? 6,0m q1=4mC q1=16mC As cargas q1 e q2 estão fixas sobre uma mesa horizontal, sem atrito e isolante. EXERCÍCIO 4: Em que posição deve ser colocada uma carga q’ = -72mC, de modo que ela fique em equilíbrio? Equilíbrio: FR = 0 F1 F1 F2 6,0m q1=16mC F1 q1=4mC F1 F2 x F2 F2 (6-x) 2,0m 4,0m x 2x q1.q q2 .q K o d12 d22 1q 4q 1 2 x 2 ( 6 x )2 Ko 4x2 = (6-x)2 2x = 6-x x = 2,0m EXERCÍCIO 5: As cargas q1 e q2 estão fixas sobre uma mesa horizontal, sem atrito e isolante. Em que posição deve ser colocada uma carga q’ = -72mC, de modo que ela fique em equilíbrio? 6,0m q1=4mC q1=-16mC EXERCÍCIO 5: As cargas q1 e q2 estão fixas sobre uma mesa horizontal, sem atrito e isolante. Em que posição deve ser colocada uma carga q’ = -72mC, de modo que ela fique em equilíbrio? Equilíbrio: FR = 0 F1 F2 6,0m F2 F1 q1=4mC F2 F1 6,0m x (6+x) 12m 2x q1=-16mC F1 F2 q1.q q2 .q K o d12 d22 1q 4q 1 2 x 2 ( 6 x )2 Ko 4x2 = (6+x)2 2x = 6+x x = 6,0m EXERCÍCIO 5: As cargas q1 e q2 estão fixas sobre uma mesa horizontal, sem atrito e isolante. Em que posição deve ser colocada uma carga q’ = -72mC, de modo que ela fique em equilíbrio? Equilíbrio: FR = 0 F1 F2 6,0m F2 F1 q1=4mC F2 F1 6,0m x (6+x) 12m 2x q1=-16mC F1 F2 q1.q q2 .q K o d12 d22 1q 4q 1 2 x 2 ( 6 x )2 Ko 4x2 = (6+x)2 2x = 6+x x = 6,0m EXERCÍCIO 6: As esferas idênticas, cada uma de massa 100g, giram presas por um fio isolante sobre uma mesa horizontal, sem atrito e isolante. O movimento das esferas é circular uniforme. DETERMINE a tensão no fio que une as esferas. 10m/s m q q = 200µC m = 100g 10m/s EXERCÍCIO 6: As esferas idênticas, cada uma de massa 100g, giram presas por um fio isolante sobre uma mesa horizontal, sem atrito e isolante. O movimento das esferas é circular uniforme. DETERMINE a tensão no fio que une as esferas. 10m/s Diagrama de forças sobre q m q FE C q = 200µC m = 100g 10m/s T FC FC é a força resultante, logo, FC = T - FE EXERCÍCIO 6: FC = T - FE mV 2 0,100.(10)2 5,0N FC 2 R 6 6 q.q 200 x 10 . 200 x 10 FE K o 2 9x109. 22,5N 2 d 4 FC = T - FE T = FC + FE = 27,5N
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