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Lei de Coulomb Intermédio

Publicado em 30/10/2004 

Os fenómenos eléctricos são conhecidos desde a Antiguidade. Cerca de 400 anos a.C., os gregos sabiam que quando se esfregava âmbar, este atraía pequenas espigas de palha. Os etruscos já sabiam orientar os relâmpagos.

Em 1726, um estudante de Newton, Stephen Gray, demonstrou que a electricidade produzida ao esfregar um objecto podia viajar por um fio de cânhamo. No entanto, os fenómenos eléctricos só foram descritos formalmente em meados do século XVIII, nomeadamente por Charles Coulomb em França e por Galvani e Volta em Itália, com o apoio de mecenas endinheirados.

Em 1752, Benjamin Franklin efectuou uma famosa experiência, num dia de tempestade, ao usar um brinquedo de criança, um papagaio, para transportar uma chave metálica elevando-a pelos ares e permitindo assim que o relâmpago a atravessasse. Provou, desta forma, que a chave, como substância condutora, atrai o relâmpago, revelando que este é uma substância electrizadaTooltip. Essa experiência levou-o a desenvolver vários termos que ainda hoje se usam quando se fala em electricidade.

A força exercida por uma carga sobre outra foi estudada por Coulomb usando uma balança de torção inventada por ele. Na experiência de Coulomb, as esferas carregadas são muito mais pequenas que a distância entre elas, podendo assim tratar as cargas como pontos carregados ou cargas pontuais. Coulomb conseguia carregar e descarregar as cargas com igual proporção.

Os resultados dessas experiências encontram-se sintetizados na lei de Coulomb:

Lei de Coulomb

A força exercida por uma carga pontual sobre outra actua ao longo da linha que une as cargas. Essa força varia de forma inversamente proporcional com o quadrado da distância que separa as duas cargas e é proporcional ao produto das duas cargas. A força é repulsiva se as cargas têm o mesmo sinal e é atractiva se as cargas têm sinal oposto.

Assim, a intensidade |||| da força electrostática (ou eléctrica) exercida por uma carga q1 sobre uma carga q2 sendo r a distância entre as cargas (que também é chamada força de Coulomb) é dada por:

Na expressão da força de Coulomb, k é uma constante determinada experimentalmente que é chamada constante de Coulomb cujo valor é:

k = 8.99×109 N m2.C-2

Verifica-se que as unidades desta constante estão de acordo com as unidades envolvidas na equação da força electrostática dada pela lei de Coulomb.

Se a carga q1 estiver numa posição 1 e q2 em 2, a lei de Coulomb para a força 1,2 exercida por q1 sobre q2Tooltip resulta em:

sabendo que:

é um vector que aponta de q1 para q2 e que:

é um vector unitário (ou de norma 1) e, sendo que ||1,2|| = r1,2.

Autor e Créditos

Autor:

Créditos:

  • João Pedro Afonso
 

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