Question

Duas cargas elétricas puntiformes idênticas se repelem, no vácuo, com uma força de intensidade 9×10-4 N, quando separadas de uma distância de 1 cm. Qual o valor das cargas.

Answer 1

1. A FORÇA ELÉTRICA ENTRE DUAS CARGAS PUNTIFORMES. 

Consideremos dois corpos eletrizados separados por uma distância d. Quando as dimensões desses corpos são muito menores que a distância que os separa, podemos representá-los por pontos e chamá-los de cargas elétricas puntiformes. 
A intensidade da força 
elétrica →
F (atração ou repulsão elétrica entre os corpos) diminui à medida que aumentamos a distância entre os corpos. A direção da força elétrica é a direção do segmento de reta que os une. Com relação ao sentido, verificamos que: • cargas de mesmo sinal (mesma natureza): repulsão. • cargas de sinais diferentes (naturezas diferentes): atração. 















2. LEI DE COULOMB. 

A lei que permite o cálculo da intensidade da força elétrica entre corpos eletrizados foi elaborada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb. 












Considerando duas cargas elétricas puntiformes, a intensidade da força elétrica é: • diretamente proporcional ao produto das quantidades de cargas 
elétricas de cada corpo. • inversamente proporcional ao quadrado da distância que os 
separa. Matematicamente, temos que o módulo da força de interação 
elétrica entre as cargas, é: 

F →→→→ força de interação entre as cargas (N) Q →→→→ carga (C) d →→→→ distância entre as cargas (m) K →→→→ constante eletrostática (N.m2/C2) Kvácuo = 9.109 N.m2/C2 


Exemplo: 1. Dois corpos foram eletrizados positivamente. Um dos corpos 
ficou com uma carga de 5 µC e o outro com uma carga de 7 µC. Determine a força de repulsão que aparecerá entre eles, se forem colocados a uma distância de 3 cm um do outro. Considere Kvácuo = 9.109 N.m2/C2. 
Resolução: 















2 A que distância no vácuo, devem ser colocadas duas cargas positivas e iguais a 3.10-4C, para que a força elétrica de repulsão entre elas tenha intensidade 90 N? 
RESOLUÇÃO: 















Observação: � A letra k, que aparece na fórmula apresentada. é denominada 
"constante da lei de Coulomb". Supondo que, na figura 3, as cargas Q e q estejam situadas no ar, o valor desta constante, designado por KO, no SI, é: 
KO = 9.109 unidades SI Quando as cargas elétricas estão mergulhadas em outro meio material, observa-se experimentalmente que a força entre elas torna-se menor que quando elas estão no ar, variando de valor para cada meio. Isso nos mostra que o valor de k depende do meio, adquirindo sempre valores menores que aquele fornecido para o caso do ar. Por exemplo: se duas cargas, no ar, se repelem com uma certa força F (figura 4-a), quando são mergulhadas na água a força de repulsão entre elas torna-se 80 vezes menor (figura 4-b). Em outros meios materiais, a redução dessa força não é tão significativa. Uma' consequência interessante desse fato é analisada na figura 5