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Cientista francês. Coulomb conseguiu estabelecer experimentalmente uma expressão matemática que nos permite calcular o valor da força entre dois pequenos corpos eletrizados.

Charles A. Coulomb (1738 - 1806)LEI DE COULOMB

Mesmos sinais=REPULSÃO

Sinais diferentes=ATRAÇÃO

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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. 

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Estudou a força de interação entre partículas Estudou a força de interação entre partículas carregadas em 1784.carregadas em 1784.

Para corpos carregados separados por uma Para corpos carregados separados por uma distância distância rr muito maior do que os muito maior do que os respectivos tamanhos, Coulomb observou respectivos tamanhos, Coulomb observou que a força elétrica entre eles é que a força elétrica entre eles é proporcional a r. Ou seja, quando a proporcional a r. Ou seja, quando a distância dobra, a força se reduz a ¼ do distância dobra, a força se reduz a ¼ do seu valor inicial; quando a distância se seu valor inicial; quando a distância se reduz à metade, a força se torna quatro reduz à metade, a força se torna quatro vezes maior do que seu valor inicial.vezes maior do que seu valor inicial.

A força elétrica entre dois corpos também A força elétrica entre dois corpos também depende da carga existente em cada corpo, depende da carga existente em cada corpo, que será designada por que será designada por qq ou ou QQ..

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LEI DE COULOMBLEI DE COULOMB

O módulo da força O módulo da força elétrica entre duas elétrica entre duas cargas puntiformes cargas puntiformes é diretamente é diretamente proporcional ao proporcional ao

produto das cargas e produto das cargas e inversamente inversamente proporcional ao proporcional ao quadrado da quadrado da distância entre elasdistância entre elas..

2

21

r

qqkF

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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).

K= 9.109 N.m²/C² ( Constante eletrostática)

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As cargas elétricas exercem forças entre si. Essas forças obedecem ao princípio da ação e reação, ou seja, têm a mesma intensidade, a mesma direção e sentidos opostos.

F = k (q1.q2 /d2)

F = força (N)q = carga (C) d = distância(m)k = constante eletrostática (N.m2/C2)k VÁCUO = 9.109 N.m2/C2

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9

Exercícios (Considere Kvácuo = 9.10 N.m2/C2 )

1) Dois corpos foram eletrizados positivamente. Um dos corpos ficou com uma carga de 10-5 C e o outro com uma carga de 10-

7C. Determine a força de repulsão que aparecerá entre eles, se forem colocados a uma distância de 10-3 m um do outro.

2) Duas cargas de 8.10-4 C e 2.10-3 C estão separadas por 6 m, no vácuo. Calcule o valor da força de repulsão entre elas.

3) Duas cargas elétricas Q1 = 10.10-6 C e Q2 = -2.10-6 C estão situadas no vácuo e separadas por uma distância de 0,2 m. Qual é o valor da força de atração entre elas?

4) Uma carga de 10-12 C é colocada a uma distância de 10-5 m de uma carga Q. Entre as cargas aparece uma força de atração igual a 27.10-4 N. Determine o valor da carga Q.

5) Uma carga de 10-9 C é colocada a uma distância de 2.10-2 m de uma carga Q. Entre as cargas aparece uma força de atração igual a 9.10-5 N. Determine o valor da carga Q.

9

9

OBSERVAÇÃOOBSERVAÇÃO

1 - Um coulomb é o módulo da carga elétrica equivalente à carga total existente aproximadamente em 6 . 1018 elétrons. Duas cargas de 1C separadas por 1 m exercem uma força de 1 milhão de toneladas. Assim as unidades utilizadas neste estudo serão o microcoulomb e o nanocoulomb.

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k: constante de proporcionalidade cujo valor numérico depende do sistema de unidades usado.

No SI: a unidade de carga elétrica é o coulomb; simbolo C.

Por razão de simplificação a constante k será escrita na expressão de Coulomb da seguinte forma.

Assim a expressão fica:

Onde:

04π

1k

221

04

1

r

qqF

229

0

2212

0/.10988,8

4

1./10854,8 CmNkemNC

0: Permissividade elétrica do vácuo.

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LEI DE COULOMBLEI DE COULOMB

A direção da força que qualquer uma das cargas exerce sobre a outra A direção da força que qualquer uma das cargas exerce sobre a outra é sempre ao longo da linha é sempre ao longo da linha

reta que passa pelas cargas.reta que passa pelas cargas.

Terceira Lei de Newton:Terceira Lei de Newton:

““As duas forças sempre possuem As duas forças sempre possuem

mesmo módulo e sentidos contrários,mesmo módulo e sentidos contrários,

mesmo quando as cargas não são iguais”.mesmo quando as cargas não são iguais”.

1/22/1

FF

r1q

2qr

1q

2q

1/2

F

2/1

F

1/2

F

2/1

F

12

q1

q2

21r

12r

2F

1F

1r

2r

x

y

z

12212

212 ˆ.

..

..4

1r

r

qqF

o

LEI DE COULOMB

De forma vetorial temos:

21221

211 ˆ.

..

..4

1r

r

qqF

o

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LEI DE COULOMBLEI DE COULOMB

Exercícios:Exercícios:

1) Uma partícula possui massa m = 6,64x101) Uma partícula possui massa m = 6,64x10-27-27 kg e carga q = + 2e kg e carga q = + 2e = 3,2x10= 3,2x10-19 C -19 C . Compare . Compare a força de repulsão elétrica entre duas destas partículas com a a força de repulsão elétrica entre duas destas partículas com a força de atração gravitacional.força de atração gravitacional.

2) Duas cargas puntiformes estão separadas por uma distância igual 2) Duas cargas puntiformes estão separadas por uma distância igual a 3,0 cm. Determine o módulo, a direção e o sentido: Dados: Qa 3,0 cm. Determine o módulo, a direção e o sentido: Dados: Q11 = = 25 nC e Q25 nC e Q22 = - 75 nC. = - 75 nC.

a) Da força elétrica que Qa) Da força elétrica que Q11 exerce sobre Q exerce sobre Q22..

b) Da força elétrica que Qb) Da força elétrica que Q22 exerce sobre Q exerce sobre Q1.1.

3) Duas cargas puntiformes estão localizadas no lado positivo do 3) Duas cargas puntiformes estão localizadas no lado positivo do eixo eixo OxOx de um sistema de coordenadas. As cargas são de 1 de um sistema de coordenadas. As cargas são de 1 C C está localizada a 2,0 cm da origem e a carga 3 está localizada a 2,0 cm da origem e a carga 3 C está localizada C está localizada a 4,0 cm da origem. Qual é a força total exercida por essas duas a 4,0 cm da origem. Qual é a força total exercida por essas duas cargas sobre uma carga de 4 cargas sobre uma carga de 4 C localizada na origem? As forças C localizada na origem? As forças gravitacionais são desprezíveis.gravitacionais são desprezíveis.

2q

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4) A que distância no vácuo devem ser colocadas duas cargas positivas e iguais a 10-4C, para que a força elétrica de repulsão entre elas tenha intensidade 10 N? 5) Colocam-se no vácuo duas cargas elétricas iguais a uma distância de 2 m uma da outra. A intensidade da força de repulsão entre elas é de 3,6.102 N. Determine o valor das cargas.

6) Duas cargas elétricas puntiformes positivas e iguais a Q estão situadas no vácuo a 2 m de distância, Sabendo que a força de repulsão mútua tem intensidade 0,1 N, calcule Q.

7) A distância entre um elétron e o próton no átomo de hidrogênio é da ordem de 5,3.10-11 m. Determine a a força de atração eletrostática entre as partículas

8) É possível uma carga elétrica ser atraída por três outras cargas fixas e permanecer em equilíbrio? Faça um esquema justificando a resposta.