Física Ensino Médio, 3°Ano Lei de Coulomb ESCOLA CASTELO BRANCO

FísicaEnsino Médio, 3°AnoLei de Coulomb

ESCOLA CASTELO BRANCO

FÍSICA, 3º Ano do Ensino MédioLei de Coulomb

LEI DE COULOMB

Foi o francês Charles Augustim de Coulomb quem formulou, em 1785, a lei matemática que rege as interações entre partículas eletrizadas. Usando o modelo newtoniano, ele estabeleceu que a interação eletrostática entre essas partículas manifestava-se por meio de forças de atração e repulsão, dependendo dos sinais das cargas.

UM POUCO DE HISTÓRIA

Imagem: ArtMechanic / domínio público

Cargas Opostas = Atração

Cargas Iguais = Repulsão

LEI DE COULOMBINTERAÇÃO ELETROSTÁTICA


LEI DE COULOMB


Consideremos dois corpos eletrizados (com cargas Q1 e Q2) e separados por uma distância d.

Consideremos dois corpos eletrizados (com cargas Q1 e Q2) e separados por uma distância d.

Quando as dimensões desses corpos são muito menores do que a distância d, podemos representá-los por pontos e chamá-los de cargas elétricas puntiformes.

Quando as dimensões desses corpos são muito menores do que a distância d, podemos representá-los por pontos e chamá-los de cargas elétricas puntiformes.

d

1Q 2Q

LEI DE COULOMB


Como os corpos estão eletrizados, há uma interação elétrica (força F) entre eles.

Como os corpos estão eletrizados, há uma interação elétrica (força F) entre eles.

A intensidade de diminui à medida que se aumenta a distância de separação d. A direção de é a direção da reta que une os corpos.

A intensidade de diminui à medida que se aumenta a distância de separação d. A direção de é a direção da reta que une os corpos.

LEI DE COULOMB


1 - Se os corpos forem eletrizados com cargas elétricas de mesma natureza (mesmo sinal), a força elétrica será de repulsão.

1 - Se os corpos forem eletrizados com cargas elétricas de mesma natureza (mesmo sinal), a força elétrica será de repulsão.

SENTIDO DA FORÇA ELÉTRICA

1Q 2Q+ +

1Q 2Q- -

LEI DE COULOMB


2 - Se os corpos forem eletrizados com cargas elétricas de sinais contrários, a força elétrica será de atração.2 - Se os corpos forem eletrizados com cargas elétricas de sinais contrários, a força elétrica será de atração.

SENTIDO DA FORÇA ELÉTRICA

1Q 2Q+ -

LEI DE COULOMB


Coube a Charles Augustin de Coulomb, com sua célebre balança de torção (na verdade, um dinamômetro), estabelecer a lei matemática que possibilita o cálculo da intensidade da força elétrica entre dois corpos eletrizados.

Coube a Charles Augustin de Coulomb, com sua célebre balança de torção (na verdade, um dinamômetro), estabelecer a lei matemática que possibilita o cálculo da intensidade da força elétrica entre dois corpos eletrizados.

A BALANÇA DE TORÇÃO DE COULOMB

Imagem: Sertion / domínio público.

LEI DE COULOMB

DEFINIÇÃODEFINIÇÃO


O módulo da força de interação entre duas cargas elétricas puntiformes (Q1 e Q2) é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos (módulos) das duas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância d entre elas.

O módulo da força de interação entre duas cargas elétricas puntiformes (Q1 e Q2) é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos (módulos) das duas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância d entre elas.

COULOMB CONSTATOU QUE:COULOMB CONSTATOU QUE:

d

1Q 2QelF

elF

2

2..

1

d

QQKFel

21F

12FLEI DE COULOMB

Onde:

F = força elétrica (N)

Q1 e Q2 = são as cargas elétricas

puntiformes (C)

d = distância entre as cargas (m)

K= é a constante eletrostática do

meio (Nm2/C2)


LEI DE COULOMB

CONSTANTE DE PROPORCIONALIDADECONSTANTE DE PROPORCIONALIDADE

O valor da constante K, denominada constante eletrostática, depende do meio em que as cargas se encontram. Essa

constante K é definida, no SI, por:

onde é a permissividade absoluta do meio onde se

encontram as cargas.


LEI DE COULOMB

CONSTANTE DE PROPORCIONALIDADECONSTANTE DE PROPORCIONALIDADE

Como o meio considerado é o vácuo, nesse dielétrico temos, no SI:

2290 /.10.9 CmNK


LEI DE COULOMB

GRÁFICO DA LEI DE COULOMBGRÁFICO 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 de uma hipérbole.

F (N) d (m)F d

F/4 2dF/16 4d4F d/2

16F d/4

Outros meios:


8

9

9

8

9

22

3,6.103,6.102,3.101,1.109,0.10

)CmK(N.

Substância

ar secoáguabenzenopetróleoetanol

LEI DE COULOMBGRÁFICO F x dGRÁFICO F x d

F (N) d (m)F d

F/4 2dF/16 4d4F d/2

16F d/4

d(m)d/4 d/2 d 2d 4d0

16F

4F

F

2d

1F

Hipérbole Cúbica


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