FORÇA ELETROSTÁTICA

PRINCÍPIO DA ELETROSTÁTICAPrincípio de atração e repulsão

Um dos princípios da Eletricidade é o da atração e repulsão entre cargas elétricas. Dizemos princípio, porque o modelo físico parte do pressuposto da existência de dois tipos de cargas e da interação entre essas cargas.

Pelo modelo físico que descreve as cargas elétricas, admite-se que: Cargas elétricas podem se repelir ou se atrair.

O enunciado da Lei de Coulomb pode ser apresentado da seguinte forma: “A força com que duas cargas elétricas se atraem ou repelem é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que s separa”

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).

Considere duas partículas eletrizadas com cargasQ1 e Q2, a uma distância d uma da outra. De acordo com a Lei de Coulomb, a intensidade da força de interação eletrostática (atração e repulsão) entre as cargas é calculada por:

F F

F F

F F

+ +

d

q1 q2

- -

d

q1 q2

+ -

d

q1 q2

Fórmula da Lei de

Coulomb

Constante Eletrostática

A EXPRESSÃO MATEMÁTICA DESSA FORÇA É:

Em que:F é a intensidade da força elétrica. (Newton)Q1 e Q2 são cargas elétricas em módulo.

(Coulomb)K é uma constante de proporcionalidade,

também conhecida como Constante de Coulomb;D é a distância entre as duas cargas.(No S.I

metro)

K = 9 x 109 N.m/C²

Representação Gráfica da Lei de Coulomb

Representando a força de interação elétrica em função da distancia entre duas cargas puntiformes, obtermos como gráfico uma hipérbole, A partir do gráfico podemos observar que:

se a distância “d” duplica, a força F é dividida por 4;

se a distância “d” triplica, a força F é dividida por 9;

se a distância “d” quadruplicada, a força F é dividida por 16;

Gráfico F x d

1

2

3

4

1419116

1

F d

F(N)

d(m)

F a 1d2

Submúltiplos da Carga ElétricaMicrometro = 10-6 CNanômetro = 10-9 C

RELAÇÃO MÉTRICA DE DISTÂNCIA

de centímetros ===> metros (10-2 m). de milímetros ===> metros (10-3 m).

EXEMPLOS A SEREM SEGUIDOS

1 ex: Uma pequena esfera recebe uma carga de 40 x 10-3 C e outra esfera, de diâmetro igual, recebe uma carga -10 x 10-3 C. As esferas são colocadas em contato e afastadas de 5 x10-2 m. Determine a força de interação entre elas.

2 ex: Duas cargas elétricas puntiformes positivas e iguais a Q estão separadas por uma distância de 30 cm no vácuo. Sendo a força de repulsão mútua tem intensidade 4,0 x 10-1 N. Determine a carga Q.