3²) Defina com suas palavras o que é a Força Eletrostática entre duas partículas carregadas. (1,6 ponto)
Passo 1
O enunciado pede que eu descreva, com minhas próprias palavras, o que é a Força Eletrostática entre duas partículas carregadas.
Informações fornecidas: apenas a instrução para definir esse conceito (não há dados numéricos nem figuras).
Informações fornecidas: apenas a instrução para definir esse conceito (não há dados numéricos nem figuras).
Passo 2
Resposta em linguagem simples e intuitiva: a Força Eletrostática é a força que duas partículas com carga elétrica exercem uma sobre a outra mesmo estando separadas por uma certa distância — ela pode puxar as partículas (atração) ou empurrá‑las (repulsão) dependendo do sinal das cargas. Pense como uma “mão invisível” entre cargas: se os sinais são iguais elas se repelem; se são opostos elas se atraem.
Passo 3
Agora vamos formalizar isso com a lei que quantifica essa força (explicando cada coisa devagar). A lei básica é a Lei de Coulomb, que para duas cargas puntuais
e
separadas por uma distância
dá a força
assim:
Expliquei cada símbolo:
-
e são as cargas elétricas das partículas (podem ser positivas ou negativas). -
é a distância entre as cargas (sempre positiva). -
é o vetor unitário que aponta de uma carga até a outra; ele dá a direção da força. -
é a constante eletrostática no meio (no vácuo ).
Passo 4
Interpretação do sinal e da direção (muito importante pra prova):
- Se
(ambas positivas ou ambas negativas), então o produto é positivo e a força aponta no sentido de escolhido — na prática isso significa repulsão (elas se afastam). - Se
(sinais opostos), o produto é negativo e a força tem sentido oposto a — isto é atração.
Dica prática: desenhe um vetor que liga a carga 1 à carga 2; aplique a regra do sinal para saber se a força sobre a carga 1 aponta ao longo desse vetor (repulsão) ou no sentido contrário (atração).
Passo 5
Por que aparece
? (explicação intuitiva)
O fator significa que a força diminui rapidamente quando as cargas se afastam — duplicar a distância divide a força por
. Isso é chamado de lei do inverso do quadrado e aparece em várias interações à distância (por exemplo, gravitação). Intuitivamente: quando você aumenta a distância, a “influência” da carga se espalha por uma área maior (proporcional a
), então a intensidade por área cai como
.
O fator
Passo 6
Constante
e permissividade do meio:
No vácuo , onde
é a permissividade elétrica do vácuo e vale
. Em meios materiais, a constante muda e usa‑se
, o que reduz a força quando
.
No vácuo
Passo 7
Natureza vetorial e princípio da superposição:
A Força Eletrostática é um vetor, então quando há mais de duas cargas, a força resultante sobre uma carga é a soma vetorial das forças que cada uma das outras cargas faria isoladamente (princípio da superposição). Isso significa somar componentes separadamente — atenção para sinais e direções nas contas.
A Força Eletrostática é um vetor, então quando há mais de duas cargas, a força resultante sobre uma carga é a soma vetorial das forças que cada uma das outras cargas faria isoladamente (princípio da superposição). Isso significa somar componentes
Passo 8
Exemplo numérico rápido (apenas para ver o uso da fórmula): suponha
,
e
. A magnitude da força é
Aqui o sinal (como
) indica atração. Esse número é enorme só para mostrar que cargas de 1 coulomb são muito grandes; em problemas reais usamos microcoulombs (
) e assim os valores ficam razoáveis.
Passo 9
Resumo didático para decorar e usar na prova:
- Regra rápida: força entre duas cargas puntuais:
. - Direção: mesma carga → repulsão; cargas opostas → atração.
- Intensidade cai com o quadrado da distância.
- Força é vetorial e obedece superposição.
Guarde isso e, na prova, desenhe sempre o esquema das cargas, indique, calcule a magnitude e depois lance o sinal/direção.
Resposta
A Força Eletrostática entre duas partículas carregadas é a interação à distância que faz com que elas se atraiam ou se repelam; sua intensidade é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa, sendo dada para cargas puntuais por
, com direção definida pelo sinal do produto
(mesmo sinal → repulsão; sinais opostos → atração).