Interção Entre Duas Cargas Elétricas Puntiformes No Vácuo

Reza June 4, 2021
duas cargas elétricas puntiformes positivas Q1 e Q2 no vácuo interagem

Quando duas cargas elétricas puntiformes q1 e q2 interagem no vácuo, elas criam um campo elétrico que afeta a força entre elas. Essa força é conhecida como força eletrostática e é descrita pela Lei de Coulomb.

Lei de Coulomb

A Lei de Coulomb estabelece que a força eletrostática entre duas cargas elétricas puntiformes é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. A fórmula matemática da Lei de Coulomb é:

F = K * |q1| * |q2| / d^2

Onde:

  • F é a força eletrostática;
  • K é a constante eletrostática do vácuo, cujo valor é 9 x 10^9 N*m^2/C^2;
  • |q1| e |q2| são as magnitudes das cargas elétricas;
  • d é a distância entre as cargas elétricas.

A força eletrostática é uma força vetorial, ou seja, tem direção, sentido e intensidade. A direção da força é ao longo da linha que une as duas cargas elétricas, o sentido depende do sinal das cargas elétricas e a intensidade é dada pela fórmula da Lei de Coulomb.

Cargas elétricas puntiformes

As cargas elétricas puntiformes são cargas elétricas concentradas em um ponto, ou seja, têm dimensões desprezíveis em relação à distância entre elas. Na prática, nenhuma carga elétrica é totalmente puntiforme, mas para fins de cálculo, essa aproximação é considerada.

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Interpretação física da Lei de Coulomb

A Lei de Coulomb tem uma interpretação física simples. Ela estabelece que cargas elétricas de mesmo sinal se repelem, enquanto cargas elétricas de sinais opostos se atraem. Além disso, quanto maior for a magnitude das cargas elétricas, maior será a força eletrostática entre elas. Por fim, quanto maior for a distância entre as cargas elétricas, menor será a força eletrostática entre elas.

Exemplo prático

Suponha que temos duas cargas elétricas puntiformes, uma com carga q1 = 3 C e outra com carga q2 = -2 C, separadas por uma distância d = 2 m. Qual é a força eletrostática entre elas?

Aplicando a fórmula da Lei de Coulomb, temos:

F = K * |q1| * |q2| / d^2

F = 9 x 10^9 * 3 * 2 / 2^2

F = 6,75 x 10^9 N

Portanto, a força eletrostática entre as duas cargas elétricas é de 6,75 x 10^9 N, com sentido de q1 para q2.

Conclusão

A interação entre duas cargas elétricas puntiformes no vácuo é regida pela Lei de Coulomb, que estabelece a relação entre a força eletrostática, as cargas elétricas e a distância entre elas. Essa lei tem uma interpretação física simples e é fundamental para a compreensão de vários fenômenos elétricos, como a eletrização por atrito, a atração e repulsão entre ímãs e a interação entre partículas subatômicas.

FAQs

1. O que é uma carga elétrica puntiforme?

Uma carga elétrica puntiforme é uma carga elétrica concentrada em um ponto, sem dimensões físicas apreciáveis em relação à distância entre as cargas elétricas. Essa aproximação é útil para fins de cálculo, mas na prática, nenhuma carga elétrica é totalmente puntiforme.

2. O que é a constante eletrostática do vácuo?

A constante eletrostática do vácuo é uma constante física que aparece na Lei de Coulomb e relaciona a força eletrostática com as cargas elétricas e a distância entre elas. Seu valor é de 9 x 10^9 N*m^2/C^2.

3. Como a Lei de Coulomb é usada na prática?

A Lei de Coulomb é usada na prática em diversas áreas da física e da engenharia, como na análise de circuitos elétricos, no projeto de motores elétricos, na eletrônica e na física de partículas. Ela também é fundamental para a compreensão de fenômenos como a eletrização por atrito, a atração e repulsão entre ímãs e a interação entre partículas subatômicas.

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Reza Herlambang

Eu sou um escritor profissional na área de educação há mais de 5 anos, escrevendo artigos sobre educação e ensino para crianças na escola.

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