A Lei de Coulomb descreve a interação entre cargas puntiformes no vácuo. Como essa interação seria afetada se, em vez do vácuo, as cargas estivessem imersas em um meio material? O que isso nos diz sobre a influência do meio nas interações eletrostáticas?

Passo 1

Beleza, então o enunciado pergunta: “A Lei de Coulomb fala da força entre duas cargas pontuais no vácuo. Como é que muda se, em vez de vácuo, as cargas estiverem num meio material? O que isso mostra sobre a influência do meio nas interações eletrostáticas?”
Conteúdo: eletrostática, constante dielétrica, permitividade do meio.
O que vamos precisar: saber a forma da Lei de Coulomb no vácuo e entender o conceito de permitividade e constante dielétrica de um meio.

Passo 2

Antes de tudo, lembra da Lei de Coulomb no vácuo:
Fvácuo = 14pi ,varepsilon0,q1,q2r^2 á
Aqui, é a permitividade do vácuo (uma constante conhecida), e são as cargas e é a distância entre elas. Essa lei vem da superposição de campos elétricos e da definição de força elétrica.

Passo 3

Agora, quando as cargas estão num meio material (por exemplo, água, vidro, ar denso etc.), o meio fica “polarizado”: as moléculas do material se alinham levemente pra reduzir o campo elétrico interno. Isso faz com que a força entre as cargas diminua.
Para levar isso em conta, a permitividade do vácuo varepsilon = varepsilon0 ,varepsilonr é substituída por Fmeio = 14pi ,varepsilon,q1,q2r^2 = 14pi ,varepsilon0,varepsilonr,q1,q2r^2 , a permitividade do meio:
onde é a constante dielétrica relativa do material (sempre maior que 1). A Lei de Coulomb no meio vira:

Passo 4

Teoria em ação:
  • A constante dielétrica reflete o quanto o material “bastou” o campo elétrico.
  • Quanto maior , mais o campo (e, portanto, a força) é reduzido.
    Logo, o meio atua como um “amortecedor” das interações eletrostáticas.

Resposta

Em um meio material, a Lei de Coulomb fica
Fmeio = 14pi,varepsilon0,varepsilonr,q1,q2r^2,
ou seja, a força entre as cargas é reduzida por um fator (constante dielétrica do meio). Isso mostra que o meio influencia diretamente a intensidade das interações eletrostáticas, diminuindo-as conforme sua capacidade de polarização.

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