Lei de coulomb

LEI DE
COULOMB

Prof. Dr. Gustavo Lanfranchi

Lei de Coulomb
Charles Coulomb, utilizando uma balança de torção, por ele inventada, mediu a intensidade de forças elétricas entre dois objetos carregados.
Duas esferas (A e B) carregadas são afastadas (ou aproximadas) por uma força elétrica que gira o bastão.
O ângulo de torção do bastão indica a intensidade da força entre as cargas.
Ele confirmou que a força entre duas pequenas esferas carregadas é proporcional ao inverso do quadrado da distância r entre elas.

Fe 

1 r2 2

Lei de Coulomb
O experimento de Coulomb mostrou que a força elétrica entre duas partículas estáticas eletricamente carregadas:
• é inversamente proporcional ao quadrado da distância r que as separa e direcionada ao longo da linha que as une,
• é proporcional ao produto das cargas q1 e q2 das partículas,
• é de atração se as cargas têm sinais opostos e de repulsão se elas têm mesmo sinal. Assim, uma equação para a força elétrica pode ser escrita:

 q1.q2 ˆ
Fe  ke r1 2 Lei de Coulomb
2
r12
3

Lei de Coulomb
Detalhes da Lei de Coulomb:

r12
ˆ
r12 
 vetor unitário r12  q1 . q2
Fe  ke
2
r12

ke  8,988 109 N  m2 /C 2 Constante de Coulomb

ke 

1
4 0

  0  8,854 10 12 C

2

N .m 2

Permissividade do vácuo

Partícula

Carga (C)

Massa (kg)

Elétron (e)

-1,6021917 x 10-19

9,1095 x 10-31

Próton (p)

+1,6021917 x 10-19

1,67261 x 10-27

Neutron (n)

0

1,67492 x 10-27

4

Lei de Coulomb
Exercício 1: o elétron e o próton do átomo de hidrogênio estão separados por uma distância média de aproximadamente 5,3 x 10-11 m. Encontre a intensidade das forças elétrica e gravitacional entre eles.
19


1 q1 . q2 e2 9  ,6  10
Fe  8,99 10
Fe  ke
 Fe  ke 2 
2
r
5,3 1011 2 r12 2

Fe  8,2 108 N

Fg  G

me .m p r 2

 Fg  6,7 x10

11

9,11x10 31 x1,67 x10 27

5,3x10 

11 2

Fg  3,6 x1047