Balança De Torção De Coulomb

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Lei de Coulomb

Fig.I :Balança de torção de Coulomb

As forças entre cargas elétricas são forças de campo, isto é, forças de ação à distância, como as forças gravitacionais (com a diferença que as gravitacionais são sempre forças atrativas). O cientista francês Charles Coulomb conseguiu estabelecer experimentalmente uma expressão matemática que nos permite calcular o valor da força entre dois pequenos corpos eletrizados. Coulomb verificou que o valor dessa força (seja de atração ou de repulsão) é tanto maior quanto maiores forem os valores das cargas nos corpos, e tanto menor quanto maior for a distância entre eles. Ou seja: a força com que duas cargas se atraem ou repelem é proporcional às cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Assim, se a distância entre duas cargas é dobrada, a força de uma sobre a outra é reduzida a um quarto da força original. Para medir as forças, Coulomb aperfeiçoou o método de detectar a força elétrica entre duas cargas por meio da torção de um fio. A partir dessa idéia criou um medidor de força extremamente sensível, denominado balança de torção. A primeira constatação experimental de Coulomb é que a interação entre cargas elétricas obedece à lei de força (Eq.1)

2 Medidas diretas da lei (1) foram realizadas em 1785 por Coulomb , utilizando um aparato denominado balança de torção . Medidas modernas mostram que supondo uma lei dada por então,
.
O resultado completo obtido por Coulomb à partir dos seus experimentos, pode ser expresso como ( Eq. II)

Onde a notação está explicada na Fig.II . Fig.II: Força entre duas cargas
Sendo → vetor unitário na direção A constante de proporcionalidade k depende do meio onde estão inseridas as cargas e seu valor depende do sistema de unidades. Assim, se o meio é o vácuo e o sistema de unidades é o SI, teremos

sendo . (Eq.III)

3 No sistema CGS o valor de k é simplesmente igual a 1. Da