- A Lei de Coulomb, também conhecida como Lei Fundamental da Eletrostática, enuncia que a força elétrica que uma carga exerce sobre outra é proporcional à intensidade dessas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.
Considere duas cargas elétricas, a uma distância, em linha reta, de 2 m . Se a carga A tem intensidade de
+2 \mu \mathrm{C}
+5 \mu \mathrm{C}
\mathrm{k}=9.10^{9} \mathrm{~N} \cdot \mathrm{~m}^{2} / \mathrm{C}^{2}$.
Considere duas cargas elétricas, a uma distância, em linha reta, de 2 m . Se a carga A tem intensidade de
Passo 1
O enunciado pede que a gente determine o sentido e a intensidade da força que a carga A exerce sobre a carga B. As informações dadas são:
(carga A),
(carga B),
a distância entre elas ,
e a constante eletrostática .
Perguntas a responder: (1) qual o sentido (direção) da força que A exerce em B? (2) qual a intensidade (módulo) dessa força?
a distância entre elas
e a constante eletrostática
Perguntas a responder: (1) qual o sentido (direção) da força que A exerce em B? (2) qual a intensidade (módulo) dessa força?
Passo 2
Vamos usar a Lei de Coulomb. A forma escalar (módulo) da lei é:
Explicando cada símbolo:
-
é o módulo da força elétrica entre as cargas (em newtons, ). -
é a constante eletrostática ( ). -
e são as intensidades das cargas em coulombs ( ). O valor absoluto garante que usamos o módulo das cargas para calcular a intensidade. -
é a distância entre as cargas (em metros, ).
Observação sobre direção: a lei vetorial diz que cargas de mesmo sinal se repelem e de sinais opostos se atraem. Assim, o sentido (direção) depende apenas dos sinais das cargas.
Passo 3
Determinação do sentido: as duas cargas são positivas (
e
), portanto elas se repelem. Isso significa que a carga A exerce sobre B uma força que afasta B de A, ou seja, a força em B tem sentido “para longe de A” ao longo da reta que une as cargas. (Ex.: se A estivesse à esquerda e B à direita, a força sobre B seria para a direita.)
Passo 4
Primeiro convertemos as cargas para coulombs:
Passo 5
Calculamos o produto das cargas:
Passo 6
Multiplicamos pelo valor de
:
A unidade resultante já será
após dividirmos por
.
Passo 7
Calculamos
e dividimos:
Em notação científica isso é
Passo 8
Interpretação final e checagem rápida: a força tem módulo
, que é pequena (equivalente a cerca de
gramas-força aproximadamente), e tem sentido de repulsão, ou seja, afasta B de A.
Resposta
Sentido: a força em B é de repulsão — atua no sentido que afasta B de A (ao longo da reta que une as cargas).
Intensidade: (ou
).
Intensidade: