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Lei de Coulomb
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Linhas de Força
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INTRODUÇÃO – LEI DE COULOMB
●
A Terra e a Lua se atraem mutuamente por uma força gravitacional
●
Expressa pela fórmula: F = G. m1.m2
r²
Onde:
G = constante gravitacional universal
m1 e m2 = são as massas da Terra e da Lua (dos corpos)
r = a distância entre a Terra e a Lua (os corpos)
●
Essa força de atração correm entre qualquer corpo celeste e estrelas
●
Algo semelhante ocorre com as cargas elétricas em menor nível
3
LEI DE COULOMB
- Interação entre duas cargas Puntiformes -
A intensidade F da força de interação eletrostática entre duas cargas
elétricas puntiformes q1
e q2
, é diretamente proporcional ao produto
dos módulos das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da
distância d que as separam:
F = Fe
= Força Eletrostática em N (Newtons)
F = K. |q1
| . |q2
k = k0
= constante eletrostática do meio
d² q1
e q2
= cargas elétricas em C (Coulomb)
d=r = distância entre as cargas em metros (m)
FORÇA DE ATRAÇÃO FORÇA DE REPULSÃO
4
➔
OBS.:
●
A Lei de Coulomb só se aplica a cargas pontuais (puntiformes).
●
Carga elétrica puntiforme: é um corpo eletrizado cujas dimensões
são desprezíveis em comparação com as distâncias que os separam
de outros corpos eletrizados com as quais interage.
● Constante eletrostática no vácuo → k0
= 9.109
N.m²/C²
●
A força elétrica é uma grandeza vetorial , deve-se então considerar
soma de vetores, direção e sentido.
●
A lei de Coulomb estabelece o valor de uma força eletrostática.
●
A interação de cargas elétrica pontuais ocorre independente de
haver contato entre os corpos, ou seja, é uma força de campo.
LEI DE COULOMB
- Considerações-
5
●
É a região do espaço que envolve um corpo eletrizado de carga Q,
denominada carga criadora, geradora ou fonte, e que fica
modificada pela sua presença.
●
A existência de um campo elétrico é verificada por uma carga de
prova ou carga teste puntiforme q.
●
Fórmula→ E = K.|Q| E – campo elétrico [N/C ou V/m]
r² Q – carga geradora do campo elétrico [C]
k ou k0
– constante eletrostática
no vácuo 9.100
[N.m²/C²]
r– distância do ponto até a carga geradora [m]
Campo Elétrico
6
●
A relação entre o campo elétrico e a força elétrica que é exercida
sobre as cargas elétricas, definida de acordo com a equação:
E = F E = Campo Elétrico (N/C ou V/m)
q F = Força elétrica (N)
q = carga elétrica de prova (C )
F é a força elétrica e pode ser calculada com base na Lei de Coulomb.
Relação entre campo elétrico e força elétrica
7
Seja Q uma carga puntiforme que cria um campo elétrico num ponto
P do campo, situado a uma distância d de Q. Esse campo pode ser
calculado somente pela carga:
Campo elétrico Campo elétrico
de aproximação de afastamento
Campo Elétrico em um Ponto devido a uma Carga
8
Vetor Campo Elétrico num ponto é a força elétrica por unidade de
carga de prova q colocada no ponto P, que serve para avaliarmos
quantitativamente o campo elétrico nos diversos pontos da região
OBS: Num mesmo ponto do
espaço, que pertence a um campo
elétrico, existe um, e somente um,
vetor campo elétrico que
individualiza esse ponto.
Vetor campo elétrico
9
Linhas de Força
●
Uma linha de força é uma linha imaginária desenhada de modo que
sua tangente em qualquer ponto aponte no sentido do vetor do campo
elétrico naquele ponto. A proximidade entre elas está relacionada com
a intensidade do campo elétrico naquela região do espaço.
10
Exercícios sobre Força elétrica e Campo Elétrico
1. (Unifesp) Duas partículas de cargas elétricas Q1
= 4,0.10-16
C e Q2
= 6,0.1016
C
estão separadas no vácuo por uma distância de 3,0 . 10-9
m. Sendo
K0
=9.109
N.m²/ C², a intensidade da força de interação entre elas, em
Newtons, é de
a) 1,2.10-5
c) 1,8.10-4
e) 2,0.10-4
b) 2,4.10-4
d) 3,0.10-3
2. (FUVEST) Duas partículas eletricamente carregadas com +8,0 µC cada
uma são colocadas no vácuo a uma distância de 30cm, onde K= 9.109
N.m2
/C2
. A força de interação entre essas cargas é:
a) de repulsão e igual a 6,4N. d) de repulsão e igual a 1,6N.
b) de atração e igual a 6,4N e) de atração e igual a 1,6N
c) impossível de ser determinada
11
Exercícios sobre Força elétrica e Campo Elétrico
3.Três objetos com cargas elétricas de mesmo módulo estão alinhados
como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B uma força igual a 3,0
µN. A força elétrica resultante dos efeitos de A e C sobre B tem
intensidade de:
a) 2,0 µN b) 6,0 µN c) 24 Μn d) 12 µN e) 30 µN
4. Caracterize o campo elétrico capaz de equilibrar no ar, próximo ao
solo, uma gota de óleo de 4.10-10
g de massa e carga q = + 10e.
Considere: g = 10 m/s² ; E = 1,6.10-19
C
5. Qual a relação entre a força elétrica e a força gravitacional revelada por
Isaac Newton?
12
Exercícios sobre Força elétrica e Campo Elétrico
6. (UFRS) As linhas de força da figura representam o campo elétrico
existente em torno dos corpos 1 e 2. Relativamente a seu estado de
eletrização, pode-se concluir que os corpos 1 e 2 se apresentam,
respectivamente:
a) com cargas positiva e negativa
b) com cargas negativa e positiva
c) com cargas positiva e positiva
d) com carga positiva e descarregada
e) descarregado e com carga positiva
7. Confeccione um mapa conceitual (PODEM USAR REFERÊNCIAS DA
INTERNET, MAS PROCUREM NÃO COPIAR) para cada conceito:
a) Lei de Coulomb b) Campo Elétrico

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Lei de coulomb slides atividades

  • 1. Força Elétrica Lei de Coulomb Campo Elétrico Linhas de Força Profª. Renata Rios
  • 2. 2 INTRODUÇÃO – LEI DE COULOMB ● A Terra e a Lua se atraem mutuamente por uma força gravitacional ● Expressa pela fórmula: F = G. m1.m2 r² Onde: G = constante gravitacional universal m1 e m2 = são as massas da Terra e da Lua (dos corpos) r = a distância entre a Terra e a Lua (os corpos) ● Essa força de atração correm entre qualquer corpo celeste e estrelas ● Algo semelhante ocorre com as cargas elétricas em menor nível
  • 3. 3 LEI DE COULOMB - Interação entre duas cargas Puntiformes - A intensidade F da força de interação eletrostática entre duas cargas elétricas puntiformes q1 e q2 , é diretamente proporcional ao produto dos módulos das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância d que as separam: F = Fe = Força Eletrostática em N (Newtons) F = K. |q1 | . |q2 k = k0 = constante eletrostática do meio d² q1 e q2 = cargas elétricas em C (Coulomb) d=r = distância entre as cargas em metros (m) FORÇA DE ATRAÇÃO FORÇA DE REPULSÃO
  • 4. 4 ➔ OBS.: ● A Lei de Coulomb só se aplica a cargas pontuais (puntiformes). ● Carga elétrica puntiforme: é um corpo eletrizado cujas dimensões são desprezíveis em comparação com as distâncias que os separam de outros corpos eletrizados com as quais interage. ● Constante eletrostática no vácuo → k0 = 9.109 N.m²/C² ● A força elétrica é uma grandeza vetorial , deve-se então considerar soma de vetores, direção e sentido. ● A lei de Coulomb estabelece o valor de uma força eletrostática. ● A interação de cargas elétrica pontuais ocorre independente de haver contato entre os corpos, ou seja, é uma força de campo. LEI DE COULOMB - Considerações-
  • 5. 5 ● É a região do espaço que envolve um corpo eletrizado de carga Q, denominada carga criadora, geradora ou fonte, e que fica modificada pela sua presença. ● A existência de um campo elétrico é verificada por uma carga de prova ou carga teste puntiforme q. ● Fórmula→ E = K.|Q| E – campo elétrico [N/C ou V/m] r² Q – carga geradora do campo elétrico [C] k ou k0 – constante eletrostática no vácuo 9.100 [N.m²/C²] r– distância do ponto até a carga geradora [m] Campo Elétrico
  • 6. 6 ● A relação entre o campo elétrico e a força elétrica que é exercida sobre as cargas elétricas, definida de acordo com a equação: E = F E = Campo Elétrico (N/C ou V/m) q F = Força elétrica (N) q = carga elétrica de prova (C ) F é a força elétrica e pode ser calculada com base na Lei de Coulomb. Relação entre campo elétrico e força elétrica
  • 7. 7 Seja Q uma carga puntiforme que cria um campo elétrico num ponto P do campo, situado a uma distância d de Q. Esse campo pode ser calculado somente pela carga: Campo elétrico Campo elétrico de aproximação de afastamento Campo Elétrico em um Ponto devido a uma Carga
  • 8. 8 Vetor Campo Elétrico num ponto é a força elétrica por unidade de carga de prova q colocada no ponto P, que serve para avaliarmos quantitativamente o campo elétrico nos diversos pontos da região OBS: Num mesmo ponto do espaço, que pertence a um campo elétrico, existe um, e somente um, vetor campo elétrico que individualiza esse ponto. Vetor campo elétrico
  • 9. 9 Linhas de Força ● Uma linha de força é uma linha imaginária desenhada de modo que sua tangente em qualquer ponto aponte no sentido do vetor do campo elétrico naquele ponto. A proximidade entre elas está relacionada com a intensidade do campo elétrico naquela região do espaço.
  • 10. 10 Exercícios sobre Força elétrica e Campo Elétrico 1. (Unifesp) Duas partículas de cargas elétricas Q1 = 4,0.10-16 C e Q2 = 6,0.1016 C estão separadas no vácuo por uma distância de 3,0 . 10-9 m. Sendo K0 =9.109 N.m²/ C², a intensidade da força de interação entre elas, em Newtons, é de a) 1,2.10-5 c) 1,8.10-4 e) 2,0.10-4 b) 2,4.10-4 d) 3,0.10-3 2. (FUVEST) Duas partículas eletricamente carregadas com +8,0 µC cada uma são colocadas no vácuo a uma distância de 30cm, onde K= 9.109 N.m2 /C2 . A força de interação entre essas cargas é: a) de repulsão e igual a 6,4N. d) de repulsão e igual a 1,6N. b) de atração e igual a 6,4N e) de atração e igual a 1,6N c) impossível de ser determinada
  • 11. 11 Exercícios sobre Força elétrica e Campo Elétrico 3.Três objetos com cargas elétricas de mesmo módulo estão alinhados como mostra a figura. O objeto C exerce sobre B uma força igual a 3,0 µN. A força elétrica resultante dos efeitos de A e C sobre B tem intensidade de: a) 2,0 µN b) 6,0 µN c) 24 Μn d) 12 µN e) 30 µN 4. Caracterize o campo elétrico capaz de equilibrar no ar, próximo ao solo, uma gota de óleo de 4.10-10 g de massa e carga q = + 10e. Considere: g = 10 m/s² ; E = 1,6.10-19 C 5. Qual a relação entre a força elétrica e a força gravitacional revelada por Isaac Newton?
  • 12. 12 Exercícios sobre Força elétrica e Campo Elétrico 6. (UFRS) As linhas de força da figura representam o campo elétrico existente em torno dos corpos 1 e 2. Relativamente a seu estado de eletrização, pode-se concluir que os corpos 1 e 2 se apresentam, respectivamente: a) com cargas positiva e negativa b) com cargas negativa e positiva c) com cargas positiva e positiva d) com carga positiva e descarregada e) descarregado e com carga positiva 7. Confeccione um mapa conceitual (PODEM USAR REFERÊNCIAS DA INTERNET, MAS PROCUREM NÃO COPIAR) para cada conceito: a) Lei de Coulomb b) Campo Elétrico