Força eletrostática
Lei de Coulomb
Considere duas partículas, A e B, eletrizados com cargas QA e QB, respectivamente, e separados por uma distância d.
O físico Charles Coulomb observou que a força eletrostática trocada por estas partículas era diretamente proporcional às suas cargas,
e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as cargas.
Assim, enuncia-se a Lei de Coulomb:
O módulo da força de atração ou repulsão entre cargas pontuais
é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente
proporcional ao quadrado da distância entre elas.”
Módulo:
Direção: é a reta que une os centros geométricos dos corpos eletrizados.
Sentido: é dado pela Lei de Du Fay.
Gráfico F = f(d)
Pela Lei de Coulomb observa-se que a força e a distância entre as cargas são grandezas inversamente proporcionais ao quadrado da distância.
Construindo uma tabela que demonstra a relação entre a força F e a distância d, tem-se:
Distância | d/3 | d/2 | d | 2d | 3d | 4d |
Força | 9F | 4F | F | F/4 | F/9 | F/16 |
Então o gráfico F = f(d) será:
Constante Eletrostática
A constante de proporcionalidade k depende do meio onde os corpos se encontram e do sistema de unidades escolhido. No vácuo e aproximadamente no ar, ela vale:
k = 9 . 109 N . m2 / C2
Permissividade Absoluta
Quando as cargas são colocadas num meio diferente do vácuo, a força elétrica sofre uma redução, dependendo do meio. O fator de redução da força elétrica é denominado permissividade absoluta do meio e representa-se por e. A tabela a seguir mostra alguns valores de e.
Meio | e |
Vácuo
| 1,000 |
Ar | 1,005 |
Benzeno | 2,3 |
Âmbar | 2,7 |
Vidro | 4,5 |
Óleo | 4,6 |
Mica | 5,4 |
Glicerina | 43,0 |
Água | 81,0 |
Pode-se relacionar a permissividade com a constante k, através da expressão:
Força eletrostática resultante
A Lei de Coulomb permite calcular a força eletrostática trocada entre duas cargas. Caso existam mais cargas trocando forças, para determinar a força resultante em uma das cargas é necessário determinar todas as forças que agem nesta carga e soma-las vetorialmente.
e