Aula 2 Lei de Coulomb

Universidade Federal do Paraná
Setor de Ciências Exatas
Departamento de Física

Física Geral B – Prof. Dr. Ricardo Luiz Viana

Aula 2 – Lei de Coulomb

Charles Augustin de Coulomb (* 1736, Angoulême, França; + 1806, Paris, França) trabalhou como engenheiro militar no exército francês, onde realizou pesquisas em matemática e mecânica aplicada, especializando-se no uso de balanças de torção para a medida de forças muito pequenas.

Uma balança de torção consiste essencialmente de uma fibra cuja torção depende linearmente do torque (Lei de Hooke). O torque provocado pela força a ser medida ocasiona uma torção na fibra que pode ser verificada oticamente, adaptando-se um espelho à fibra. Este mecanismo já foi utilizado por Cavendish na verificação da Lei de atração gravitacional de Newton.

Entre 1785 e 1791 Coulomb pesquisou a interação entre cargas elétricas, usando balanças de torção para medir a intensidade da mesma. Sua descoberta mais importante é a dependência da força de interação entre cargas elétricas com o inverso do quadrado da distância que as separa, formalmente idêntica à lei de atração gravitacional descoberta por Isaac Newton.

Força entre duas partículas carregadas (cargas puntiformes) – grandeza vetorial

- Direção: reta que une as duas partículas
- Sentido: cargas de mesmo sinal: repulsiva; de sinais diferentes: atrativa.
- Módulo: dado pela Lei de Coulomb: força elétrica entre duas partículas com cargas elétricas q1 e q2 (em coulombs), separadas por uma distância d (em metros):

onde F: módulo da força elétrica (em Newtons)

k = 8,99 x 109 N.m2/C2 : constante eletrostática

A força elétrica satisfaz a Terceira Lei de Newton: as forças sobre duas partículas formam um par ação-reação (forças de mesmo módulo, direção e sentidos opostos):

F12 = - F21

Princípio de superposição: a força elétrica sobre uma partícula carregada, devido a um sistema de muitas partículas carregadas, é a resultante de todas as forças entre os possíveis pares