Força elétrica

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Aula sobre os conceitos de Força Eletrostática.

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Força elétrica

  1. 1. Lei de Coulumb
  2. 2. Lei de Coulumb 𝐹 = 𝑘. 𝑄1 . 𝑄2 𝑑2 Onde:  k é a constante eletrostática. No vácuo ela vale 9.109 N.m²/C²  Q1 e Q2 são as cargas elétricas (C)  d é a distância entre as cargas (m) O módulo da força de interação elétrica é diretamente proporcional aos módulos das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.
  3. 3. Lei de Coulumb
  4. 4. Exemplos de aplicação ER1. A representação gráfica da Lei de Coulumb, no diagrama F x d, entre duas cargas puntiformes fixas e iguais a Q, é uma hipérbole, conforme se vê na figura. O diagrama mostra que a intensidade da força elétrica atuante entre as cargas vale F, quando a distância que as separa é igual a d. Determine as intensidades das forças F1 e F2, quando as distâncias que separam as cargas forem, respectivamente, d1 = d/2 e d2 = 2d
  5. 5. Exemplos de aplicação ER2. Temos duas pequenas esferas metálicas eletrizadas, respectivamente, de cargas QA = 8 µC e QB = -4 µC, atraindo-se mutuamente com força de intensidade 1,8 N, no vácuo. Elas são colocadas em contato e depois ficam separadas a uma distância de 30 cm. Considere a constante eletrostática k0 = 9.109N . m2/C2. a) Qual é a distância que as separava antes do contato? b) Que tipo de força de interação existe entre as cargas após o contato? Qual é a nova intensidade?
  6. 6. Exemplos de aplicação 1. O gráfico abaixo representa o módulo da força com que duas cargas pontuais iguais se repelem, em função da distância d entre elas. a) Determine as intensidades das forças F1 e F2. b) Calcule o módulo das cargas.
  7. 7. Exemplos de aplicação 2- (FEI-SP) Duas cargas, q1 e q2, de mesmo sinal, estão fixas sobre um reta e distantes 4,0 m. Entre q1 e q2 é colocada uma outra carga, q3, distante 1,0 m de q1. Sabendo-se que q1 = 5,0µC e que q3 permanece em equilíbrio, determine o valor de q2.
  8. 8. Exemplos de aplicação 3. (U.F.JUIZ DE FORA) Duas esferas igualmente carregadas no vácuo, repelem-se mutuamente quando separadas a uma certa distância. Triplicando a distância entre as esferas, a força de repulsão entre elas torna-se: a) 3 vezes menor. b) 6 vezes menor. c) 9 vezes menor. d) 12 vezes menor. e) 9 vezes maior.
  9. 9. Exercícios de aplicação 1. (UFPB) O gráfico abaixo representa o módulo da força com que duas cargas pontuais q1 eq2 se repelem, em função da distância d entre elas. É dada a constante eletrostática do vácuo: k0 = 9.109 N.m2/C2. Usando a Lei de Coulomb, determine o valor: a) de F1 b) do produto q1.q2
  10. 10. Exercícios de aplicação 2. Duas cargas elétricas puntiformes de 5.10-5 C e 0,3 10-6 C, no vácuo, estão separadas entre si por uma distância de 5 cm. Calcule a intensidade da força de repulsão entre elas. 3. (AFA-SP) Duas esferas iguais, carregadas com cargas +16 μC e -4,0 μC são colocadas em contato uma com a outra e, depois, separadas pela distância de 3,0 cm. A intensidade da força de repulsão, em newtons, entre elas será: (k = 9 · 109 Nm2/C2).
  11. 11. Exercícios de aplicação EP2. Duas cargas elétricas puntiformes de mesma intensidade, separadas uma da outra por uma distância de 30 cm e imersas no vácuo, atraem-se mutuamente com uma força elétrica de intensidade 40 N. Sendo a constante eletrostática do meio igual a 9.109 N.m2/C2, calcule o valor de cada carga. EP3. A força de interação entre duas cargas elétricas pontuais Q, no vácuo, separadas por uma distância d, é igual a F. Qual será o novo valor da força elétrica atuante entre elas, se a distância for triplicada?
  12. 12. 1- Duas partículas, A e B, eletricamente carregadas com quantidades de cargas elétricas, respectivamente iguais QA = 6,0 µC e QB = -4,0 µC, estão no vácuo, separadas pela distância de 3,0 mm. Sendo dada a constante eletrostática do vácuo igual a ko = 9.109 N m²/C², determine a intensidade da força elétrica de atração entre essas duas partículas nas condições acima. Exercícios de revisão 2- Um cilindro de vidro transparente possui internamente, na sua base inferior, uma esfera eletrizada, fixa, com carga Q = 8,0 µC. Uma segunda esfera, de carga modular igual a q = 2,0.10-6 C e peso de intensidade P=9,0.10-1N, é introduzida na abertura superior do cilindro e mantém-se em equilíbrio nessa posição. Determine a distância que separa os centros das esferas. Considere a constante eletrostática do meio igual a ko = 9,0.109 N. m²/C².
  13. 13. Desafio (FUVEST - modificada) Um dos pratos de uma balança em equilíbrio é uma esfera eletrizada A. Aproxima-se de A uma esfera B com carga igual em módulo, mas de sinal contrário. O equilíbrio é restabelecido colocando-se uma massa de 2,5 g no prato da balança. A figura ilustra a situação. Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s², e a constante dielétrica do meio igual a 9,0.109N.m²/C² a) Qual a intensidade da força elétrica? b) Qual o valor da carga de A? www.netfisica.com

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