Lei de Coulomb

Colégio AdventistaTiago Walescko Chimendes

06/03/13

O que é?

Interação (Força)Cargas ElétricasAtração e Repulsão

221.

d

QQkF =

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 kPermissividade elétricaConstante de CoulombConstante Dielétrica

²/².10.9 90 CmNk =

Constante eletrostática no vácuo

Cargas de Sinais Iguais – se repelemCargas de Sinais diferentes se atraem

“Os opostos se atraem.”

Lei de Coulomb

221.

d

QQkF =

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)

CQQ µ621 ==

CQQ 621 10.6 −==

cmd 60=

md 6,0=

²/².10.9 90 CmNk = ?=F

CQQ 621 10.6 −== md 6,0= ²/².10.9 9

0 CmNk = ?=F

221.

d

QQkF =

2

669

)6,0(

10.6.10.610.9

−−

=F

36,0

10.3610.9

129

−

=F

36,0

10.3610.9

129

−

=F

129 10.100.10.9 −=F

12910.900 −=F

310.900 −=F

NF 9,0=

Exemplo 2Duas 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=?

mcmd 6,060 ==NF 40=

²/².10.9 90 CmNk =

²

. 21

d

QQkF =

mcmd 6,060 == NF 40= ²/².10.9 90 CmNk =

²

. 21

d

QQkF =

)²6,0(

.10.940 219 QQ=

)²6,0(

.10.940 219 QQ=

36,0

.10.940 219 QQ=

219.

10.9

36,040QQ

x =

219.

10.9

36,040QQ

x =

219.

10

04,040QQ

x =

219.

10

6,1QQ=

219.

10

6,1QQ=

219 .10.6,1 QQ=− QQQ == 21

²10.6,1 9 Q=−

²10.6,1 9 Q=−

Q=−410.4,0

CQ 510.4 −=

CQ µ40=

b) F´=?, k=(1/4)k0 e d´=(1/3)d

²

. 21

d

QQkF =

)²3(

.

4

1´ 21

0 d

QQkF =

NF 40=

²

. 21

d

QQkF =

)²3(

.

4

1´ 21

0 d

QQkF =

9².

4

1´ 21

0 dQQ

kF =

²

9..

4

1´ 210 d

QQkF =

²

. 21

d

QQkF =

²

9..

4

1´ 210 d

QQkF =

²

.

4

9´ 21

0 d

QQkF =

404

9´=F

404

9´=F

10.9´=F

NF 90´=

NF 40=

Se forem mais de duas cargas?

Faz-se a interação duas a duassoma-se as interações duas a duas no fim.

Atividades

Apostila 9, página 14 e 15Exercícios - 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?

NFCB610.6,3 −=

mcmdAB210.11 −==

mcmdCB210.33 −==

221

0CB

CB d

QQkF = 2

210

ABAB d

QQkF =

221

0

3

=CB

ABd

QQkF

CBAB dd =3

3CB

AB

dd =

221

0

3

=CB

ABd

QQkF

9

221

0CB

AB d

QQkF =

2210

9

CBAB d

QQkF =

221

09CB

AB d

QQkF =

221

09CB

AB d

QQkF =

610.6,3.9 −=ABF

610.4,32 −=ABF

610.4,32 −=ABF

NFCB610.6,3 −=

221

0CB

CB d

QQkF =

CBABRB FFF +=

ABFCBF

CBABRB FFF −=

66 10.6,310.4,32 −− −=RBF

610.8,28 −=RBF

NFRB510.88,2 −=

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?

NFCB610.6,3 −=

mcmdAB210.11 −==

mcmdCB210.33 −==

221

0CB

CB d

QQkF =

)²10.3(

.10.9

29

−= QQFCB

496

10.9

²10.910.3 −

− = Q

496

10

²1010.3 −

− = Q

2136 1010.3 Q=−

213

6

10

10.3Q=

−

21910.3 Q=−

21910.3 Q=−

²

²0 d

QkFAB = )²10.1(

10.310.9

2

199

−

−

=ABF

4

10

10.1

10.27−

−

=ABF

NFAB610.27 −=

CBABRB FFF +=

ABFCBF

CBABRB FFF −=

66 10.310.27 −− −=RBF

66 10.310.27 −− −=RBF

NFRB610.24 −=

NFRB510.4,2 −=

ABFCBF