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LEI DE COULOMB

Cálculo do módulo da força de interação entre duas cargas elétricas.

Lei de Coulomb

q2 q1

F α q1

F α 2d

1

d

F α 2

2.1

d

qq 2

2.1o d

qqKF F α q2

m

NC

Ko= 9x109

N.m2/C2

Unidade de carga elétrica

1 Coulomb = 1C

Este corpo tem uma carga de -1C.Ele tem

6,25 x 1018

elétronsa mais que o número de prótons.

-1C

Obs: Carga do elétron: qeqe = -1,6 x 10-19 C

AÇÃO E REAÇÃO

EXERCÍCIO 1: Determine a força de interação entre as cargas QA e QB.

3,0m

QA = 3µC QB

= -4mC

2B.A

o d

qqKF 2

36

2

29

)m3(

C10x4.C10x3

C

Nm10x9

= 12 N

mili = 1m = 1x10-3

micro = 1µ = 1x10-

6nano = 1n = 1x10-9

PREFIXOS

EXERCÍCIO 2:

RF

Determine a força resultante sobre q’.

2

639

3

10x4.10x610x9

q2=8mC

4,0 m

q’=4C

q1=6mC

3,0 m2F

N24

2

'.2

o2 4

qqKF 2

639

4

10x4.10x810x9

N18

18N

24N

q’

1F

22R 1824F 900 =30

N

2

'.1

o1 3

qqKF

GRÁFICO Fxdd

QA QB

F(N) d(m)36

01

90 2

40 3

22,5

4

14,4 5

X2

X3÷4

÷ 9

F(N)

d(m)1 2 3 4 50

360

270

180

9040

2d

1F

2d

1F

α

fio isolante

EXERCÍCIO 3:

2,0 m

q2=12mC

q1=4mC

q’=2C

2,0 m

As cargas q1, e q2 estão fixas, e a carga q’ está em equilíbrio sustentada por um fio fino e isolante.Determine a massa da esfera q’.

2F

1F

g

P

T

)(tg 12

2

α = 45o

EXERCÍCIO 3:

2

639

2

10x2.10x410x9

N182

'.1

o1 2

qqKF

2

639

2

10x2.10x1210x9

N542

'.2

o2 2

qqKF

1F

2,0 m

q2=12mC

q1=4mC

q’=2C

2,0 m

2F

g

P

T

α

α

EXERCÍCIO 3:

21 F)PF(

1)(tg2

1

F

PF

21 FPF

18 + P = 54

P = 36N

P = m.g

36 = m.10

m = 3,6 Kg

T

PF1

q

2Fα

INFLUÊNCIA DO MEIO NA FORÇA ELETROSTÁTICA

vácuo

isolante

F = Fo - Fi F < Fo

Força resultante: F

No isolante a força eletrostática é menos intensa.

d

INFLUÊNCIA DO MEIO NA FORÇA ELETROSTÁTICA

vácuo

isolante

q1 q2

q1 q2

d

22.1

oo d

qqKF

K

FF o

K = constante dielétrica do meio

Kágua = 81Kvácuo =

1,00000≈ Kar

22.1o

d

qq

K

KF

EXERCÍCIO 4: As cargas q1 e q2 estão fixas sobre uma

mesa horizontal, sem atrito e isolante. Em que posição deve ser colocada uma carga q’ = -72mC, de modo que ela fique em equilíbrio?

q1=4mC q1=16mC

6,0m

41

EXERCÍCIO 4: As cargas q1 e q2 estão fixas sobre uma

mesa horizontal, sem atrito e isolante. Em que posição deve ser colocada uma carga q’ = -72mC, de modo que ela fique em equilíbrio?

q1=4mC q1=16mC

6,0m

2F

1F

2F

1F

2F

x (6-x)

21 FF

Equilíbrio: FR = 0

21

1o d

q.qK

22

2o d

q.qK

22

21

)x6(

q

x

q

4x2 = (6-x)2

2x = 6-x

x = 2,0m

1F

2,0m 4,0m

x 2x

EXERCÍCIO 5: As cargas q1 e q2 estão fixas sobre uma

mesa horizontal, sem atrito e isolante. Em que posição deve ser colocada uma carga q’ = -72mC, de modo que ela fique em equilíbrio?

6,0m

q1=4mC q1=-16mC

2F

41

EXERCÍCIO 5: As cargas q1 e q2 estão fixas sobre uma

mesa horizontal, sem atrito e isolante. Em que posição deve ser colocada uma carga q’ = -72mC, de modo que ela fique em equilíbrio?

6,0m

2F

1F2F

1F

x(6+x)

21 FF

Equilíbrio: FR = 0

21

1o d

q.qK

22

2o d

q.qK

22

21

)x6(

q

x

q

4x2 = (6+x)2

2x = 6+x

x = 6,0m

1F

6,0m

12m2x

q1=4mC q1=-16mC

2F

41

EXERCÍCIO 5: As cargas q1 e q2 estão fixas sobre uma

mesa horizontal, sem atrito e isolante. Em que posição deve ser colocada uma carga q’ = -72mC, de modo que ela fique em equilíbrio?

6,0m

2F

1F2F

1F

x(6+x)

21 FF

Equilíbrio: FR = 0

21

1o d

q.qK

22

2o d

q.qK

22

21

)x6(

q

x

q

4x2 = (6+x)2

2x = 6+x

x = 6,0m

1F

6,0m

12m2x

q1=4mC q1=-16mC

EXERCÍCIO 6:As esferas idênticas, cada uma de massa 100g, giram presas por um fio isolante sobre uma mesa horizontal, sem atrito e isolante. O movimento das esferas é circular uniforme.DETERMINE a tensão no fio que une as esferas.

q = 200µC4,0m

10m/s

10m/s

m = 100g

mq

EXERCÍCIO 6:As esferas idênticas, cada uma de massa 100g, giram presas por um fio isolante sobre uma mesa horizontal, sem atrito e isolante. O movimento das esferas é circular uniforme.DETERMINE a tensão no fio que une as esferas.

q = 200µC4,0m

10m/s

10m/s

m = 100g

mq

C

Diagrama de forças sobre q

EF

T

CF

FC é a força resultante, logo,

FC = T - FE

EXERCÍCIO 6:

FC = T - FE

2oE d

q.qKF

R

mVF

2

C 2

)10.(100,0 2

N0,5

2

669

4

10x200.10x200.10x9 N5,22

FC = T - FE T = FC + FE = 27,5N