CAIO BRENO

FÍSICA

LEI DE COULOMB

19/04/2022

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5) (UEM-PR–2008) O diagrama a seguir ilustra três esferas neutras de metal, x, y e z, em contato entre si e sobre uma superfície isolada. Assinale a alternativa cujo diagrama melhor representa a distribuição de cargas das esferas quando um bastão carregado positivamente é aproximado da esfera x, mas não a toca.

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GAB.: D

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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

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LEI DE COULOMB

Cargas Opostas = Atração

Cargas Iguais = Repulsão

INTERAÇÃO ELETROSTÁTICA

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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.

LEI DE COULOMB

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LEI DE COULOMB

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

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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.

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LEI DE COULOMB

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

SENTIDO DA FORÇA ELÉTRICA

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LEI DE COULOMB

SENTIDO DA FORÇA ELÉTRICA

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

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LEI DE COULOMB

Durante o funcionamento da balança, uma barra isolante, cuja extremidade há uma pequena esfera b eletrizada, é introduzida verticalmente por um orifício do dispositivo (ver figura), de modo que toque uma das esferas (a) da primeira barra. A esfera a eletriza-se com carga de mesmo sinal que b, ocorrendo a repulsão entre elas. Em consequência dessa repulsão, há uma torção no fio de suspensão. A intensidade da força elétrica é proporcional ao ângulo de torção.

A BALANÇA DE TORÇÃO

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LEI DE COULOMB

DEFINIÇÃO

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:

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LEI 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)

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CONSTANTE ELETROSTÁTICA

O valor da constante K, denominada constante eletrostática, depende do meio em que as cargas se encontram. Normalmente o meio considerado é o vácuo, nesse dielétrico temos, no SI:

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CONSTANTE ELETROSTÁTICA

Outros meios:

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GRÁFICO 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.