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Física Ensino Médio, 3°Ano Lei de Coulomb ESCOLA CASTELO BRANCO.

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1 Física Ensino Médio, 3°Ano Lei de Coulomb ESCOLA CASTELO BRANCO

2 FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb Foi o francês Charles Augustim de Coulomb quem formulou, em 1785, a lei matemática que rege as interações entre partículas eletrizadas. Usando o modelo newtoniano, ele estabeleceu que a interação eletrostática entre essas partículas manifestava-se por meio de forças de atração e repulsão, dependendo dos sinais das cargas. UM POUCO DE HISTÓRIA Imagem: ArtMechanic / domínio público

3 Cargas Opostas = Atração Cargas Iguais = Repulsão INTERAÇÃO ELETROSTÁTICA FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb

4 FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb Consideremos dois corpos eletrizados (com cargas Q 1 e Q 2 ) e separados por uma distância d. Quando as dimensões desses corpos são muito menores do que a distância d, podemos representá-los por pontos e chamá-los de cargas elétricas puntiformes.

5 FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb Como os corpos estão eletrizados, há uma interação elétrica (força F) entre eles. A intensidade de diminui à medida que se aumenta a distância de separação d. A direção de é a direção da reta que une os corpos.

6 FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb 1 - Se os corpos forem eletrizados com cargas elétricas de mesma natureza (mesmo sinal), a força elétrica será de repulsão. SENTIDO DA FORÇA ELÉTRICA

7 FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb 2 - Se os corpos forem eletrizados com cargas elétricas de sinais contrários, a força elétrica será de atração. SENTIDO DA FORÇA ELÉTRICA + -

8 FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb Coube a Charles Augustin de Coulomb, com sua célebre balança de torção (na verdade, um dinamômetro), estabelecer a lei matemática que possibilita o cálculo da intensidade da força elétrica entre dois corpos eletrizados. A BALANÇA DE TORÇÃO DE COULOMB Imagem: Sertion / domínio público.

9 DEFINIÇÃO FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb O módulo da força de interação entre duas cargas elétricas puntiformes (Q 1 e Q 2 ) é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos (módulos) das duas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância d entre elas. COULOMB CONSTATOU QUE:

10 Onde: F = força elétrica (N) Q 1 e Q 2 = são as cargas elétricas puntiformes (C) d = distância entre as cargas (m) K= é a constante eletrostática do meio (Nm 2 /C 2 ) FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb

11 CONSTANTE DE PROPORCIONALIDADE O valor da constante K, denominada constante eletrostática, depende do meio em que as cargas se encontram. Essa constante K é definida, no SI, por: onde é a permissividade absoluta do meio onde se encontram as cargas. FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb

12 CONSTANTE DE PROPORCIONALIDADE Como o meio considerado é o vácuo, nesse dielétrico temos, no SI: FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb

13 GRÁFICO DA LEI DE COULOMB Se mantivermos fixos os valores das cargas e variarmos apenas a distância entre elas, o gráfico da intensidade de F em função da distância (d) tem o aspecto de uma hipérbole. F (N)d (m) Fd F/42d F/164d 4Fd/2 16Fd/4 Outros meios: FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb Substância ar seco água benzeno petróleo etanol

14 GRÁFICO F x d F (N)d (m) Fd F/42d F/164d 4Fd/2 16Fd/4 d(m) d/4d/2d2d4d 0 16F 4F F Hipérbole Cúbica FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio Lei de Coulomb


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