Lei de Coulomb
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- Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
Referência Ferreira, M., (2015) Lei de Coulomb, Rev. Ciência Elem., V3(1):014
DOI http://doi.org/10.24927/rce2015.014
Palavras-chave Lei; Coulomb; electrostática; partículas;
Resumo
A Lei de Coulomb descreve a interação eletrostática entre partículas carregadas eletricamente. Esta lei foi deduzida experimentalmente por Charles Augustin de Coulomb e publicada em 17851. Para a sua dedução experimental, Coulomb utilizou uma balança de torção1.
A lei de Coulomb estabelece que a intensidade da força eletrostática entre duas partículas com carga elétrica é diretamente proporcional ao módulo do produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa as partículas. A direção da força coincide com a direção da linha que passa pelas partículas.
Matematicamente, a lei de Coulomb é dada pela expressão:
em que K é a constante de proporcionalidade, q1 e q2 são as magnitudes das cargas pontuais, R é o módulo da distância que as separa e \(\hat{R}\) é o vetor unitário com direção correspondente à linha que une as duas cargas pontuais.
No Sistema Internacional de Unidades, a constante de proporcionalidade, também designada por constante de Coulomb, é dada pela expressão:
sendo ε0 a permitividade elétrica do vazio.
Note-se que a força eletrostática é repulsiva quando as cargas têm o mesmo sinal, e é atrativa quando o sinal das cargas é contrário.
Princípio da Sobreposição
A força eletrostática satisfaz o princípio da sobreposição.
Suponhamos que existem N cargas pontuais, de valores q1, q2, ..., qn, colocadas em posições fixas r1, r2, ..., rn, uma uma carga Q, colocada em r. A força eletrostática que as N cargas exercem sobre a carga Q obtém-se somando (vetorialmente) as forças que cada carga qi exerce sobre a carga Q. Matematicamente, tem-se:
O princípio da Sobreposição das forças é verificado experimentalmente e significa que a interação entre um par de cargas não é perturbada pela presença de outras cargas na vizinhança.
Referências
- 1 Premier Mémoire sur l’Electricité et le Magnétisme, Histoire de l’Académie Royale des Sciences, 569-577, 1785.
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