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Lei de Coulomb
Colégio AdventistaTiago Walescko Chimendes
06/03/13
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O que é?
Interação (Força)Cargas ElétricasAtração e Repulsão
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221.
d
QQkF =
Onde:F – Força Elétrica (N)Q1 e Q2 – Quantidade de carga
elétrica de cada corpo (C)d – distância entre os corpos (m)k – constante eletrostática do
meio
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Constante kPermissividade elétricaConstante de CoulombConstante Dielétrica
²/².10.9 90 CmNk =
Constante eletrostática no vácuo
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Cargas de Sinais Iguais – se repelemCargas de Sinais diferentes se atraem
“Os opostos se atraem.”
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Lei de Coulomb
221.
d
QQkF =
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Mas só tem um detalhezinho...
Distância:Maior – menor a interação
Menor – maior a interação
A Lei de Coulomb – 3ª Lei de Newton
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Hora de Relaxar 1:Qual a intensidade da força elétrica entre duas cargas elétricas de 6µC situadas no vácuo distantes 60cm uma da outra? Essa força é de atração ou repulsão? (k0=9.109N.m²/C²; 1µC=1.10-6C)
CQQ µ621 ==
CQQ 621 10.6 −==
cmd 60=
md 6,0=
²/².10.9 90 CmNk = ?=F
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CQQ 621 10.6 −== md 6,0= ²/².10.9 9
0 CmNk = ?=F
221.
d
QQkF =
2
669
)6,0(
10.6.10.610.9
−−
=F
36,0
10.3610.9
129
−
=F
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36,0
10.3610.9
129
−
=F
129 10.100.10.9 −=F
12910.900 −=F
310.900 −=F
NF 9,0=
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Exemplo 2Duas cargas elétricas puntiformes idênticas imersas no vácuo, são colocadas a uma distância de 60cm. A intensidade da força de repulsão entre elas é de 40N. (k0=9.109N.m²/C²)a) Qual é a carga elétrica que elas possuem?b) Se essas cargas forem colocadas em um meio
em que k=(1/4)k0 e a distância for reduzida um terço?
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a) Q1 e Q2=?
mcmd 6,060 ==NF 40=
²/².10.9 90 CmNk =
²
. 21
d
QQkF =
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mcmd 6,060 == NF 40= ²/².10.9 90 CmNk =
²
. 21
d
QQkF =
)²6,0(
.10.940 219 QQ=
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)²6,0(
.10.940 219 QQ=
36,0
.10.940 219 QQ=
219.
10.9
36,040QQ
x =
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219.
10.9
36,040QQ
x =
219.
10
04,040QQ
x =
219.
10
6,1QQ=
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219.
10
6,1QQ=
219 .10.6,1 QQ=− QQQ == 21
²10.6,1 9 Q=−
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²10.6,1 9 Q=−
Q=−410.4,0
CQ 510.4 −=
CQ µ40=
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b) F´=?, k=(1/4)k0 e d´=(1/3)d
²
. 21
d
QQkF =
)²3(
.
4
1´ 21
0 d
QQkF =
NF 40=
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²
. 21
d
QQkF =
)²3(
.
4
1´ 21
0 d
QQkF =
9².
4
1´ 21
0 dQQ
kF =
²
9..
4
1´ 210 d
QQkF =
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²
. 21
d
QQkF =
²
9..
4
1´ 210 d
QQkF =
²
.
4
9´ 21
0 d
QQkF =
404
9´=F
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404
9´=F
10.9´=F
NF 90´=
NF 40=
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Se forem mais de duas cargas?
Faz-se a interação duas a duassoma-se as interações duas a duas no fim.
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Atividades
Apostila 9, página 14 e 15Exercícios - todos
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Exemplo 3:Três objetos com cargas elétricas idênticas estão alinhados como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B uma força igual a 3,6.10-6N. Qual é força elétrica resultante dos efeitos de A e C sobre B?
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NFCB610.6,3 −=
mcmdAB210.11 −==
mcmdCB210.33 −==
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221
0CB
CB d
QQkF = 2
210
ABAB d
QQkF =
221
0
3
=CB
ABd
QQkF
CBAB dd =3
3CB
AB
dd =
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221
0
3
=CB
ABd
QQkF
9
221
0CB
AB d
QQkF =
2210
9
CBAB d
QQkF =
221
09CB
AB d
QQkF =
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221
09CB
AB d
QQkF =
610.6,3.9 −=ABF
610.4,32 −=ABF
610.4,32 −=ABF
NFCB610.6,3 −=
221
0CB
CB d
QQkF =
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CBABRB FFF +=
ABFCBF
CBABRB FFF −=
66 10.6,310.4,32 −− −=RBF
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610.8,28 −=RBF
NFRB510.88,2 −=
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Exemplo 4:Três objetos com cargas elétricas idênticas estão alinhados como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B uma força igual a 3,0.10-6N. Qual é força elétrica resultante dos efeitos de A e C sobre B?
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NFCB610.6,3 −=
mcmdAB210.11 −==
mcmdCB210.33 −==
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221
0CB
CB d
QQkF =
)²10.3(
.10.9
29
−= QQFCB
496
10.9
²10.910.3 −
− = Q
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496
10
²1010.3 −
− = Q
2136 1010.3 Q=−
213
6
10
10.3Q=
−
21910.3 Q=−
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21910.3 Q=−
²
²0 d
QkFAB = )²10.1(
10.310.9
2
199
−
−
=ABF
4
10
10.1
10.27−
−
=ABF
NFAB610.27 −=
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CBABRB FFF +=
ABFCBF
CBABRB FFF −=
66 10.310.27 −− −=RBF
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66 10.310.27 −− −=RBF
NFRB610.24 −=
NFRB510.4,2 −=
ABFCBF