Lei de Coulomb: o que é, fórmula e exercícios! Show
O conteúdo de Física para os estudantes que vão prestar o vestibular basicamente pode ser dividido em dois grandes grupos: a Física Mecânica, e a Física Elétrica. Deste modo, dentre todas as matérias da física elétrica, destacamos a lei de Coulomb, até porque, a interpretação de seu conceito, bem como a aplicação de sua fórmula, constantemente aparecem nas provas dos vestibulares tradicionais. Em vista disso, preparamos um conteúdo explicando tudo sobre o que é lei de Coulomb, como é determinada a força elétrica entre duas ou mais cargas e de que forma este tema poderá ser abordado no Enem e outros vestibulares. Acompanhe! A lei de Coulomb nada mais é do que uma lei física que possibilita determinar a intensidade da força elétrica de atração ou repulsão existente entre duas cargas elétricas. Em outras palavras, se temos duas cargas elétricas positivas (as quais vão se repelir), a lei de coulomb consegue estabelecer com exatidão qual a força repulsiva que cada carga alcançará. Já no caso de um par de cargas opostas (as quais vão se atrair), a lei de coulomb nos permite mensurar a intensidade da força elétrica atrativa entre elas. Qual a relação da força elétrica com a Lei de Coulomb?Como ressaltamos, para calcular a força elétrica atuante em um conjunto de cargas é preciso utilizar a lei de Coulomb, ou seja, é só a partir da fórmula da lei de Coulomb que conseguimos encontrar a intensidade da força elétrica. Qual a fórmula da Lei de Coulomb?A fórmula da lei de Coulomb nos sugere que a força elétrica entre duas cargas é proporcional ao valor das cargas elétricas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Logo, temos que em que:
Exercícios Lei de CoulombConfira abaixo 3 exemplos de questões de vestibular que exploram tanto a interpretação conceitual da lei de Coulomb quanto a aplicação de sua fórmula. 1. (PUC-RJ) Antes da primeira viagem à lua, vários cientistas da NASA estavam preocupados com a possibilidade de a nave lunar se deparar com uma nuvem de poeira carregada sobre a superfície da lua. Suponha que a lua tenha uma carga negativa. Então, ela exerceria uma força repulsiva sobre as partículas de poeira carregadas, também, negativamente. Por outro lado, a força gravitacional da lua exerceria uma força atrativa sobre estas partículas de poeira. Suponha que, a 2 km da superfície da lua, a atração gravitacional equilibre exatamente a repulsão elétrica, de tal forma que as partículas de poeira flutuem. Se a mesma nuvem de poeira estivesse a 5 km da superfície da lua: a) a gravidade ainda equilibraria a força eletrostática, mas apenas se a poeira perdesse carga. b) a gravidade ainda equilibraria a força eletrostática, e as partículas de poeira também flutuariam. c) a gravidade ainda equilibraria a força eletrostática, mas apenas se a poeira perdesse massa. d) a gravidade seria maior que a força eletrostática, e a poeira cairia. e) a gravidade seria menor que a força eletrostática, e a poeira se perderia no espaço. ResoluçãoAlternativa correta é a letra “b”. Neste caso, a força elétrica Fe se iguala com a força gravitacional Fg: Fe = kQ1q2/d² Fg = GMm/d² kQ1q2/d² = GMm/d² kQ1q2 = GMm. Ou seja, independente da distância entre a nuvem de poeira e a superfície lunar, haverá sempre o equilíbrio entre o par de forças. 2. (UFJF) 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 ResoluçãoAlternativa correta letra “e”. Basta calcularmos a força elétrica a partir da lei de Coulomb, veja: F = (k . Q1 . Q2)/d2 F’ = (k . Q1 . Q2)/(3d)2 F’ = (k . Q1 . Q2)/9d2 F’ = F/9 Isto é, F’ é 9 vezes menor que F. 3) (UNIFESP-SP) Duas partículas de cargas elétricas Q = 4,0 × 10-16 C e q‚ = 6,0 × 10-16 C estão separadas no vácuo por uma distância de 3,0.10-9 m. Sendo k = 9,0.109 N.m2/C2, a intensidade da força de interação entre elas, em newtons, é de: a) 1,2.10-5. b) 1,8.10-4. c) 2,0.10-4. d) 2,4.10-4. e) 3,0.10-3. ResoluçãoAlternativa correta letra “d”. Aplicando a fórmula da lei de Coulomb, temos: F = (k . Q1 . Q2)/d2 F = (9,0×109 . 4,0 × 10-16 . 6,0 × 10-16)/(3,0×10-9)2 CADASTRE-SE E GARANTA O STOODI AGORA! Acesse gratuitamente por 14 DIAS mais de 6 mil videoaulas, 30 mil exercícios, resumos teóricos e materiais complementares pra download! F = (9,0×109 . 4,0 × 10-16 . 6,0 × 10-16)/(3,0×10-9 . 3,0×10-9) F = (3,0×109 . 4,0 × 10-16 . 2,0 × 10-16)/(10-18 ) F = (24×109× 10-16× 10-16)/(10-18 ) F = (24×10-23)/(10-18 ) F = 24×10-5 F = 2,4×10-4 N. Portanto, agora que você já sabe o que é lei de Coulomb, bem como de que forma deve ser aplicada a sua fórmula, é interessante praticar ainda mais exercícios para melhorar a fixação da matéria. Além disso, vale destacarmos a importância de saber interpretar os conceitos desta lei, considerando questões que caem no vestibular cobrando apenas análises teóricas acerca do assunto. Está procurando por um cursinho pré-vestibular online? Então venha para a Stoodi e conheça nosso plano de estudos! Com ele, sua aprovação no vestibular será apenas uma questão de tempo! Quanto maior a distância entre as cargas elétricas maior será a força eletrostática exercida?A lei de Coulomb é uma importante lei da Física que estabelece que a força eletrostática entre duas cargas elétricas é proporcional ao módulo das cargas elétricas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.
Quanto maior a distância entre duas cargas elétricas a força elétrica será maior ou menor?Gráfico da lei de Coulomb
Uma vez que a força elétrica é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as cargas, quando a distância entre as cargas é d, a força de interação entre elas é F.
Quanto maior a carga maior a força?Gráfico da Lei de Coulomb
A Lei de Coulomb pode ser expressa no formato de um gráfico, de força em função da distância, no qual quanto menor o espaço entre as cargas, maior a força elétrica; enquanto quanto maior for a distância, menor será a força exercida no campo elétrico.
O que acontece com a intensidade da força elétrica quando aumentamos a distância entre as cargas?A relação entre a força e distância é uma relação inversamente proporcional, quando aumentamos a distância entre as partículas a força elétrica diminui.
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