Lei de coulomb

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 8 (1994 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 28 de abril de 2012
Ler documento completo
Amostra do texto
LEI DE
COULOMB

Prof. Dr. Gustavo Lanfranchi

Lei de Coulomb
Charles Coulomb, utilizando uma balança de torção, por ele inventada,
mediu a intensidade de forças elétricas entre dois objetos carregados.
Duas esferas (A e B) carregadas são afastadas (ou
aproximadas) por uma força elétrica que gira o bastão.
O ângulo de torção do bastão indica a intensidade da força
entre as cargas.
Eleconfirmou que a força entre duas pequenas esferas
carregadas é proporcional ao inverso do quadrado da
distância r entre elas.

Fe 

1
r2
2

Lei de Coulomb
O experimento de Coulomb mostrou que a força elétrica entre duas
partículas estáticas eletricamente carregadas:
• é inversamente proporcional ao quadrado da distância r que as separa e
direcionada ao longo da linha que as une,• é proporcional ao produto das cargas q1 e q2 das partículas,
• é de atração se as cargas têm sinais opostos e de repulsão se elas têm mesmo
sinal.

Assim, uma equação para a força elétrica pode ser escrita:


q1.q2
ˆ
Fe  ke
r1 2 Lei de Coulomb
2
r12
3

Lei de Coulomb
Detalhes da Lei de Coulomb:

r12
ˆ
r12 
 vetor unitário
r12


q1 . q2
Fe  ke
2
r12

ke  8,988109 N  m2 /C 2 Constante de Coulomb

ke 

1
4 0

  0  8,854 10 12 C

2

N .m 2

Permissividade do vácuo

Partícula

Carga (C)

Massa (kg)

Elétron (e)

-1,6021917 x 10-19

9,1095 x 10-31

Próton (p)

+1,6021917 x 10-19

1,67261 x 10-27

Neutron (n)

0

1,67492 x 10-27

4

Lei de Coulomb
Exercício 1: o elétron e o próton do átomo de hidrogênioestão separados
por uma distância média de aproximadamente 5,3 x 10-11 m. Encontre a
intensidade das forças elétrica e gravitacional entre eles.
19


1
q1 . q2
e2
9  ,6  10
Fe  8,99 10
Fe  ke
 Fe  ke 2 
2
r
5,3 1011 2
r12
2

Fe  8,2 108 N

Fg  G

me .m p
r

2

 Fg  6,7 x10

11

9,11x10 31 x1,67 x10 27

5,3x10 

11 2

Fg  3,6 x1047 N5

Lei de Coulomb
A força elétrica, como outras forças conservativas, obedece a terceira Lei
de Newton, ou seja, a força exercida em q1 por q2 é igual em intensidade mas
com sentido oposto ao da força em q2 exercida por q1.



F12   F2 1
Pela Lei de Coulomb, percebe-se, ainda, que se as
cargas têm sinais iguais, o produto q1 x q2 é positivo
e a força repulsiva.
Se as cargastêm sinais opostos, o produto q1 x q2 é
negativo e a força atrativa.
Se há mais de duas cargas, a força resultante em qualquer uma delas será a
soma vetorial da forças exercidas por cada uma das cargas individualmente.






F1  F21  F31  F41...  Fn 1

6

Lei de Coulomb
Exercício 2: por que no processo de indução, os corpos se atraem?


KQAQB
FAB1 
2
rAB1

KQAQBFAB2 
2
rAB2

rAB1  rAB2

rAB1
--- A---



 FAB1  FAB2


FAB1
rAB2

+
+
+
+
+

+

-

B
+

-

-


- FAB2
-




Fres  FAB1  FAB2

7

Lei de Coulomb
Exercício 3: Duas cargas puntiformes estão no vácuo, separadas por uma
distância d = 4,0 cm. Sabendo que seus valores são Q1 = -6,010-6 C e Q2 =
+8,010-6 C, determine as característicasdas forças entre elas.
r
Q1

Q2

Como as cargas têm sinais opostos, as forças entre elas são de atração. Pela lei da
Ação e Reação, essas forças têm a mesma intensidade F a qual é dada pela Lei de
Coulomb:

KQ1Q2 9  109  6,0  106  8,0  106 
F

 270 N
2
2
d
0,04

9

Lei de Coulomb
Exercício 4: Considere três cargas puntiformes, com cargas Q1=+25 mC, naorigem, Q2=+10 mC, em x=2m, e Q3=+20 mC, em x=3m. Calcular o vetor força
resultante sobre Q3.
y (m)

Q1

1

Q2

Q3 Fres

4

x (m)

Calculemos F13 e F23:


  KQ1Q3  9  109  25  106  20  106  

F13  F13 i 
i
i  0,5 N i
2
2
r13
3


  KQ2Q3  9  109  10  106  20  106  

F23  F23 i 
i
i  1,8 N i
2
2
r23
1



...
tracking img