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Um capacitor é constituído por duas placas quadradas com 2 mm de lado. Sabendo que a distância entre as placas é de 2 cm e que a permissividade do meio corresponde a 80 μF/m, determine a capacitância do capacitor.

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EXISTE ALGUM APARELHO OU OBJETO QUE USE O CAMPO ELÉTRICO?

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EXISTE ALGUM APARELHO OU OBJETO QUE USE O CAMPO ELÉTRICO?

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Qualquer placa eletrônicas terá um capacitor, notebook, computador, fonte de alimentação etc.

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"Capacitores possui uma grande importância no meio eletrônico, pois em praticamente todas as placas eletrônicas possuem diversos capacitores de diversos tamanhos com funções diferentes, mas um mesmo objetivo, ser carregado e descarregado de forma rápida."

PANTOJA,Lucas.

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Capacitores são componentes eletrônicos que armazenam cargas elétricas para serem utilizadas sempre que a resistência elétrica dificulte a passagem da corrente.

A capacitância (C), que é a capacidade de armazenamento de um capacitor, é medida em Farad (F), o que é feito através da seguinte fórmula:

C = Q/V

Onde,
C: capacitância
Q: cargas elétricas
V: tensão

O capacitor possui dois terminais: um positivo, que é maior, e um negativo, que é menor. Ele é formado por placas metálicas (armaduras) e por um material dielétrico que as separa. Os dielétricos são materiais isolantes que podem se tornar condutores, tais como celulose, cerâmica, teflon e vidro. Existem diferentes tipos de capacitor: cerâmico, eletrolítico, de mica, de óleo e papel, de poliéster, SDM, de tântalo, variável.

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Capacitores são componentes eletrônicos que armazenam cargas elétricas para serem utilizadas sempre que a resistência elétrica dificulte a passagem da corrente.

A capacitância (C), que é a capacidade de armazenamento de um capacitor, é medida em Farad (F), o que é feito através da seguinte fórmula:
C = Q/V
O capacitor possui dois terminais: um positivo, que é maior, e um negativo, que é menor. Ele é formado por placas metálicas (armaduras) e por um material dielétrico que as separa. Os dielétricos são materiais isolantes que podem se tornar condutores, tais como celulose, cerâmica, teflon e vidro.

Existem diferentes tipos de capacitor: cerâmico, eletrolítico, de mica, de óleo e papel, de poliéster, SDM, de tântalo, variável.

Associação de Capacitores

A associação de capacitores pode acontecer em série, de forma paralela ou mista.

Na associação em série, as placas positivas dos capacitores ligam-se às suas placas negativas. Por isso, a carga de associação é constante (Q = constante).

Na associação em paralelo, as placas negativas dos capacitores ligam-se entre si, tal como as placas positivas ligam-se com as placas positivas.

Neste caso, a tensão elétrica, também chamada de diferença de potencial elétrico, é constante (V = constante).

Na associação mista, os capacitores ligam-se das duas formas, em série e em paralelo.

Leia Resistores e Fórmulas de Física.

Exercícios Resolvidos

1. (FURG-RS) Todos os capacitores que aparecem nas figuras abaixo tem a mesma capacitância. Escolha a associação cuja capacitância equivalente é igual à de um único capacitor:

2. (PUC-MG) Se dobrarmos a carga acumulada nas placas de um capacitor, a diferença de potencial entre suas placas ficará:

a) inalterada.
b) multiplicada por quatro.
c) multiplicada por dois.
d) dividida por quatro.
e) dividida por dois.

3. (PUC-SP) A carga de um capacitor sofre um aumento de 6.10⁻⁵ C quando a diferença de potencial entre seus terminais aumenta de 50V para 60V. Esse capacitor tem capacidade:

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Capacitor: capacitância e associação de capacitores

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Capacitores são componentes eletrônicos que armazenam cargas elétricas para serem utilizadas sempre que a resistência elétrica dificulte a passagem da corrente. A capacitância (C), que é a capacidade de armazenamento de um capacitor, é medida em Farad (F), o que é feito através da seguinte...

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Física - Potencial Elétrico (Parte 1 de 3)

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Suponhamos que uma carga elétrica seja deixada em um ponto A de um campo elétrico uniforme. Depois de percorrer uma distância igual a 20 cm, a carga passa pelo ponto B com velocidade igual a 20 m/s. Desprezando a ação da gravidade, calcule o trabalho realizado pela força elétrica no descolamento dessa partícula entre A e B. (Dados: massa da carga m = 0,4 g e q = 2 μC).

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EXISTE ALGUM APARELHO OU OBJETO QUE USE O CAMPO ELÉTRICO?

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EXISTE ALGUM APARELHO OU OBJETO QUE USE O CAMPO ELÉTRICO?

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O pássaro tem aquelas pernas bem próximas, gerando uma pequena ddp entre suas patas, ddp essa que não é suficiente para dar um choque no pássaro. Além disso, como o pássaro só está encostado no próprio fio, não existe uma ddp para ele tomar um choque. Agora imagine que você está subindo no poste por uma escada e tenta ir para o fio. Provável que você coloque uma mão e depois a outra. Bom, antes que você consiga colocar a segunda mão, já vai ter levado o choque. Isso porque, ao colocar a primeira mão, ainda estaria em contato com o poste ou a escada, criando uma ddp.

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Potencial Elétrico é a parte de física onde saberemos qual a capacidade de um corpo energizado, partículas com carga positiva ou negativa, terá para realizar um trabalho de atrair ou repelir as suas cargas, ou o quanto de energia será necessária para que uma partícula possa ser deslocada.

PANTOJA,Lucas.

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O potencial elétrico ou potencial eletrostático de um ponto em relação a um ponto de referência, é definido pelo trabalho da força elétrica sobre uma carga eletrizada no deslocamento entre esses dois pontos.
Sendo uma grandeza escalar, necessita apenas, para ficar totalmente definida, da intensidade e de uma unidade de medida. Portanto, não requer nem direção, nem sentido.
O potencial de um ponto pertencente a um campo elétrico é encontrado dividindo-se o trabalho pelo valor da carga. Esse valor é sempre medido em relação a um ponto de referência.
Ao se definir um ponto de referência, convenciona-se que o potencial neste ponto é nulo.

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Professora de Matemática e Física

O potencial elétrico ou potencial eletrostático de um ponto em relação a um ponto de referência, é definido pelo trabalho da força elétrica sobre uma carga eletrizada no deslocamento entre esses dois pontos.

Sendo uma grandeza escalar, necessita apenas, para ficar totalmente definida, da intensidade e de uma unidade de medida. Portanto, não requer nem direção, nem sentido.

Fórmula

O potencial de um ponto pertencente a um campo elétrico é encontrado dividindo-se o trabalho pelo valor da carga. Esse valor é sempre medido em relação a um ponto de referência.

Ao se definir um ponto de referência, convenciona-se que o potencial neste ponto é nulo.

Assim, a fórmula para o cálculo do potencial elétrico é dado por:

Onde:

: Potencial elétrico do ponto A (V)
: Trabalho da força elétrica ao deslocar a carga do ponto A ao ponto B (J)
q: Carga elétrica (C)

No Sistema Internacional de Unidade (SI) o potencial elétrico é medido em Volts (Joule/Coulomb) em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta (1745-1827), criador da pilha elétrica.

Diferença de Potencial

A diferença de potencial (ddp), também chamada de tensão elétrica ou voltagem, é uma importante grandeza no estudo dos fenômenos elétricos.

No cotidiano, usa-se mais o conceito de diferença de potencial do que o de potencial elétrico de um ponto. Por exemplo, nos aparelhos elétricos, normalmente aparece a indicação da sua voltagem.

O voltímetro é um instrumento usado para medir a ddp

Quando dizemos que existe uma alta voltagem entre dois pontos, significa que a carga recebe uma grande quantidade de energia no seu deslocamento.

A diferença de potencial é indicada por:

U: diferença de potencial (V)
: potencial elétrico em um ponto A (V)
: potencial elétrico em um ponto B (V)

Exemplo

Uma carga elétrica de pequenas dimensões e com intensidade de 4.10⁻⁶ C é transportada de um ponto A para um ponto B de um campo elétrico. O trabalho realizado pela força elétrica que age sobre a carga tem intensidade de 3.10⁻⁴ J. Determine:

a) O potencial elétrico do ponto A, considerando o ponto B como ponto de referência.
b) A diferença de potencial entre os pontos A e B.

Solução:

a) Considerando o ponto B como ponto de referência, temos:

b) A diferença de potencial é calculada considerando o potencial nos pontos A e B. Como o ponto B foi definido como ponto de referência, então V B=0. Sendo assim, temos:

Potencial Elétrico no Campo de uma Carga

Quando um campo elétrico é gerado por uma carga fixa no vácuo, a diferença de potencial pode ser calculada como sendo:

Onde,

Se considerarmos o ponto B infinitamente afastado da carga Q (V B = 0), então teremos que o potencial no ponto A será dado por:

Sendo,

Para calcular o potencial elétrico resultante de um sistema de cargas, basta calcular o valor do potencial de cada carga no campo elétrico e depois somá-los.
Exemplo
Uma carga puntiforme de 2.10⁻⁸ C, está fixa no vácuo e gera um campo elétrico a sua volta. Qual o potencial elétrico de um ponto situado a uma distância de 60 cm desta carga? Considere k ₀ = 9.10 ⁹ N.m ²/C 2 e adote como referencial o infinito.

Solução:

Para calcular o potencial no ponto dado, basta substituir na fórmula. Contudo, devemos ter atenção as unidades, pois a unidade da distância não está no sistema internacional. Então, primeiro devemos fazer a mudança de unidade:

d = 60 cm = 0,6 m

Substituindo:

Superfície Equipotencial

Numa superfície equipotencial todos os pontos apresentam um valor constante para o potencial elétrico.

Em um campo elétrico gerado por uma carga puntiforme, as superfícies equipotenciais serão esferas concêntricas, ou seja, apresentam um mesmo ponto central.

A carga puntiforme situa-se no centro dessas esferas e as linhas de força são perpendiculares as superfícies equipotenciais.

Na figura abaixo representamos uma carga Q, carregada positivamente. Indicamos ainda as linhas de força e as superfícies equipotenciais.

Energia Potencial Elétrica

A energia potencial elétrica está associada ao trabalho da força elétricas dentro de um campo elétrico.

Para uma carga puntual fixa, a energia potencial elétrica, medida em Joule (J), é expressa pela seguinte fórmula:

Sendo:

Para saber mais, leia também:

Exercícios Resolvidos

1) Num campo elétrico, uma carga de 2C é levada de um ponto X a um ponto Y muito afastado, tendo as forças elétricas um trabalho de 100 J. Determine o potencial elétrico no ponto x:

Ver Resposta

Dados:

2) Determine o trabalho de uma carga elétrica colocada em um ponto A cujo potencial elétrico é 2.10 ⁴ V, sendo o valor da carga igual a - 6 μC.

Ver Resposta

Leia também

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O potencial elétrico ou potencial eletrostático de um ponto em relação a um ponto de referência, é definido pelo trabalho da força elétrica sobre uma carga eletrizada no deslocamento entre esses dois pontos. Sendo uma grandeza escalar, necessita apenas, para ficar totalmente definida, da...

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V A: Potencial elétrico do ponto A (V)
T AB: Trabalho da força elétrica ao deslocar a carga do ponto A ao ponto B (J)
q: Carga elétrica (C)

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Em uma aula de laboratório de Física, para estudar propriedades de cargas elétricas, foi realizado um experimento em que pequenas esferas eletrizadas são injetadas na parte superior de uma câmara, em vácuo, onde há um campo elétrico uniforme na mesma direção e sentido da aceleração local da gravidade. Observou-se que, com campo elétrico de módulo igual a 2 x 103 V/m, uma das esferas, de massa 3,2 x 10-15 kg, permanecia com velocidade constante no interior da câmara. Essa esfera tem (considere: carga do elétron = - 1,6 x 10-19 C; carga do próton = + 1,6 x 10-19 C; aceleração local da gravidade = 10 m/s2

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EXISTE ALGUM APARELHO OU OBJETO QUE USE O CAMPO ELÉTRICO?

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EXISTE ALGUM APARELHO OU OBJETO QUE USE O CAMPO ELÉTRICO?

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Uma experiência simples que todos estão sujeitos é seu corpo estar carregado com uma certa carga e ao abrir um armário ou gaveta de aço sentir um leve choque, isso são as cargas sendo trocadas de forma rápida e entrando em equilíbrio, qualquer tipo de imã também usa campo elétrico.

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"Força elétrica é a parte da física onde são feitas as medições dos vetores de força de uma partícula carregada, com carga positiva ou negativa, tendo em vista que uma grandeza vetorial possui modulo direção e sentido, com isso, teremos uma total orientação de onde e para onde vai tal partícula."

PANTOJA,Lucas.

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As cargas elétricas puntiformes são corpos eletrizados cujas dimensões são desprezíveis se comparadas às distâncias que as separa de outros corpos eletrizados.
Observamos que na região onde existe um campo elétrico, surgirá uma força sobre uma carga puntiforme de prova que for introduzida em algum ponto deste campo. Esta força poderá ser de repulsão ou de atração

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Professora de Matemática e Física

O campo elétrico desempenha a função de transmissor das interações entre cargas elétricas, podendo ser de afastamento ou de aproximação, de acordo com o sinal da carga que o produziu.

As cargas elétricas puntiformes são corpos eletrizados cujas dimensões são desprezíveis se comparadas às distâncias que as separa de outros corpos eletrizados.

Observamos que na região onde existe um campo elétrico, surgirá uma força sobre uma carga puntiforme de prova que for introduzida em algum ponto deste campo. Esta força poderá ser de repulsão ou de atração.

Fórmula do Campo Elétrico

Quando uma carga puntiforme eletrizada está fixa em um ponto, ao seu redor irá surgir um campo elétrico.

A intensidade deste campo depende do meio em que a carga está inserida e poderá ser encontrada através da seguinte fórmula:

Sendo:

E: intensidade do campo elétrico (N/C)
: constante eletrostática no vácuo (9.10 ⁹ N.m ²/C ²)
|Q|: módulo da carga (C)
d: distância entre a carga e um ponto do campo

Vetor Campo Elétrico

Ao campo elétrico associamos uma grandeza vetorial chamada vetor campo elétrico.Como o próprio nome indica, trata-se de uma grandeza vetorial que possui módulo, direção e sentido.

Leia mais sobre: Grandezas Vetoriais.

Sentido do Vetor Campo Elétrico

A força elétrica e o vetor campo elétrico possuem mesma direção. Entretanto, convencionamos que terão mesmo sentido quando a carga de prova for positiva, e sentido contrário quando a carga de prova for negativa.

Na ilustração abaixo, vemos o que acontece com o sentido do vetor do campo elétrico provocado por uma carga Q fixa e positiva quando colocamos uma carga de provas positiva e uma negativa:

Vemos na animação que o sentido do campo elétrico não depende do sinal da carga de prova, apenas do sinal da carga fixa. Assim, o campo gerado por uma carga positiva é de afastamento.

Por sua vez, quando o campo elétrico é gerado por uma carga negativa, temos as seguintes situações indicadas na imagem abaixo:

Observamos que quando a carga fixa que gera o campo é negativa, o sentido do vetor campo elétrico também não depende do sinal da carga de prova.

Sendo assim, uma carga fixa negativa gera um campo, ao seu redor, de aproximação.

Intensidade do Campo Elétrico

O valor da i ntensidade do campo elétrico pode ser encontrado através da seguinte fórmula:

Onde:

No Sistema Internacional de Unidade, a intensidade do campo elétrico é medido em Newton por Coulomb (N/C), a força em Newton (N) e a carga elétrica em Coulomb (C).

Linhas de Força

Podemos representar o campo elétrico através de linhas orientadas segundo o sentido do vetor campo elétrico. Essas, chamadas de linhas de força, são tangentes ao vetor campo elétrico em cada ponto.

A intensidade do campo elétrico é maior quanto mais próximas estiverem as linhas de campo e menos intenso nas regiões mais afastadas.

Abaixo, temos a representação das linhas de força de um campo elétrico, formado por duas cargas iguais, mas de sinais contrários (dipolos elétricos).

As linhas representam o campo elétrico gerado ao redor de duas cargas de sinais contrários

Campo Elétrico Uniforme

Quando em uma região do espaço existe um campo elétrico em que o vetor associado a ele apresenta mesma intensidade, mesma direção e mesmo sentido em todos os pontos, esse campo elétrico é chamado de uniforme.

Este tipo de campo é obtido com a aproximação de duas placas condutoras planas e paralelas eletrizadas com cargas de mesmo valor absoluto e sinais contrários.

Na figura abaixo, apresentamos as linhas de campo entre dois condutores eletrizados. Observe que na região das bordas dos condutores, as linhas deixam de ser paralelas e o campo não é uniforme.

Campo elétrico uniforme

Força Elétrica - Lei de Coulomb

Na natureza existem as forças de contato e as forças de campo. As forças de contato só agem quando os corpos se tocam. A força de atrito é um exemplo de força de contato.

A força elétrica, a força gravitacional e a força magnética são forças de campo, pois agem sem a necessidade que os corpos estejam em contato.

A Lei de Coulomb, formulada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) no final do século XVIII, foca nos estudos sobre a interação eletrostática entre partículas eletricamente carregadas:

" A força de ação mútua entre dois corpos carregados tem a direção da linha que une os corpos e sua intensidade é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa ".

A unidade de medida das cargas elétricas, é Coulomb (C), em homenagem ao físico pelas suas contribuições aos estudos da eletricidade. Assim, para calcular a força das cargas:

Onde:

A força que surge da interação entre cargas será de atração quando as cargas apresentarem sinais contrários, e de repulsão, quando as cargas tiverem sinais iguais.

Potencial Elétrico

O potencial elétrico, medido em Volts (V), é definido como o trabalho da força elétrica sobre uma carga eletrizada no deslocamento entre dois pontos.

Considerando dois pontos A e B e o valor do potencial no ponto B nulo, então o potencial será dado por:

Onde:

: Potencial elétrico no ponto A (V)
: trabalho para deslocar uma carga do ponto A ao ponto B (J)
q: Carga elétrica (C)

Diferença de Potencial em um campo elétrico uniforme

Quando temos um campo elétrico uniforme, podemos encontrar a diferença de potencial entre dois pontos através da fórmula:

Sendo

U: diferença de potencial (V)
: potencial no ponto A (V)
: potencial no ponto B (V)
E: campo elétrico (N/C ou V/m)
d: distância entre as superfícies equipotenciais, ou seja, superfícies com mesmo potencial (m)

Leia mais sobre o tema:

Exercício Resolvido

1) UERJ - 2017

Admita que a distância entre os eletrodos de um campo elétrico é de 20 cm e que a diferença de potencial efetiva aplicada ao circuito é de 6 V. Nesse caso, a intensidade do campo elétrico, em V/m, equivale a:

Ver Resposta

U = E.d

d= 20 cm = 0,2 m

Alternativa: b) 30

2) UECE - 2015

Imediatamente antes de um relâmpago, uma nuvem tem em seu topo predominância de moléculas com cargas elétricas positivas, enquanto sua base é carregada negativamente. Considere um modelo simplificado que trata cada uma dessas distribuições como planos de carga paralelos e com distribuição uniforme. Sobre o vetor campo elétrico gerado por essas cargas em um ponto entre o topo e a base, é correto afirmar que

a) é vertical e tem sentido de baixo para cima.
b) é vertical e tem sentido de cima para baixo.
c) é horizontal e tem mesmo sentido da corrente de ar predominante no interior da nuvem.
d) é horizontal e tem mesmo sentido no norte magnético da Terra.

Ver Resposta

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O campo elétrico desempenha a função de transmissor das interações entre cargas elétricas, podendo ser de afastamento ou de aproximação, de acordo com o sinal da carga que o produziu. As cargas elétricas puntiformes são corpos eletrizados cujas dimensões são desprezíveis se comparadas...

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Chama-se Campo Elétrico o campo estabelecido em todos os pontos do espaço sob a influência de uma carga geradora de intensidade Q, de forma que qualquer carga de prova de intensidade q fica sujeita a uma força de interação (atração ou repulsão) exercida por Q.

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Assim como a Terra tem um campo gravitacional, uma carga Q também tem um campo que pode influenciar as cargas de prova q nele colocadas. E usando esta analogia, podemos encontrar:

Desta forma, assim como para a intensidade do campo gravitacional, a intensidade do campo elétrico (E) é definido como o quociente entre as forças de interação das cargas geradora do campo (Q) e de prova (q) e a própria carga de prova (q), ou seja:

Chama-se Campo Elétrico o campo estabelecido em todos os pontos do espaço sob a influência de uma carga geradora de intensidade Q, de forma que qualquer carga de prova de intensidade q fica sujeita a uma força de interação (atração ou repulsão) exercida por Q.

Já uma carga de prova, para os fins que nos interessam, é definida como um corpo puntual de carga elétrica conhecida, utilizado para detectar a existência de um campo elétrico, também possibilitando o cálculo de sua intensidade.

Vetor Campo Elétrico

Voltando à analogia com o campo gravitacional da Terra, o campo elétrico é definido como um vetor com mesma direção do vetor da força de interação entre a carga geradora Q e a carga de prova q e com mesmo sentido se q>0 e sentido oposto se q<0. Ou seja:

A unidade adotada pelo SI para o campo elétrico é o N/C (Newton por coulomb).

Interpretando esta unidade podemos concluir que o campo elétrico descreve o valor da força elétrica que atua por unidade de carga, para as cargas colocadas no seu espaço de atuação.

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Assim como a Terra tem um campo gravitacional, uma carga Q também tem um campo que pode influenciar as cargas de prova q nele colocadas.

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Desta forma, assim como para a intensidade do campo gravitacional, a intensidade do campo elétrico (E) é definido como o quociente entre as forças de interação das cargas geradora do campo (Q) e de prova (q) e a própria carga de prova (q), ou seja:

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Assim como a Terra tem um campo gravitacional, uma carga Q também tem um campo que pode influenciar as cargas de prova q nele colocadas. E usando esta analogia, podemos encontrar:

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Para que serve a LEI DE COULOMB? | ELETROSTÁTICA

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 A distância entre os pontos A e B é de 0,4 m e nas extremidades estão situadas as cargas Q1 e Q2. Uma terceira carga, Q3, foi inserida em um ponto que está a 0,1 m de Q1.

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EXISTE ALGUM APARELHO OU OBJETO QUE USE A FORÇA ELÉTRICA?

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EXISTE ALGUM APARELHO OU OBJETO QUE USE A FORÇA ELÉTRICA?

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Os motores com eixo envolvido por cobre é um exemplo ideal onde se transforma energia elétrica em energia mecânica.

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"Existem inúmeras leis no ramo da física, uma que abrange o poder do entendimento da interação de partículas carregadas e dada pela lei de Coulomb, onde é possível resolver problemas envolvendo partículas, com cargas negativas ou positivas, e saber se ficarão em equilíbrio ou não."

PANTOJA,Lucas.

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A fórmula criada por Coulomb é utilizada para descrever a intensidade da interação mútua entre duas cargas puntiformes. Essas cargas são corpos eletrizados cujas dimensões são desprezíveis se comparadas com a distância entre elas.

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Força elétrica é a interação de atração ou repulsão gerada entre duas cargas devido a existência de um campo elétrico ao redor delas.

A capacidade de uma carga criar forças elétricas foi descoberta e estudada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) no final do século XVIII.

Por volta de 1780, Coulomb criou a balança de torção e com esse instrumento demonstrou experimentalmente que a intensidade da força elétrica é diretamente proporcional ao valor das cargas elétricas que interagem e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.

Fórmula da força elétrica

A fórmula matemática, também chamada de Lei de Coulomb, que expressa a intensidade da força elétrica é:

No Sistema Internacional de unidades (SI), a intensidade da força elétrica (F) é expressa em newton (N).

Os termos q ₁ e q 2 da fórmula correspondem aos valores absolutos das cargas elétricas, cuja unidade no SI é coulomb (C), e a distância que separa as duas cargas (r) é representada em metros (m).

A constante de proporcionalidade (K) depende do meio que as cargas estão inseridas, por exemplo, no vácuo esse termo recebe o nome de constante eletrostática (K ₀) e seu valor é 9.10 ⁹ N.m ²/C ².

Saiba mais sobre a Lei de Coulomb.

Para que é usada a fórmula da força elétrica e como calcular?

A fórmula criada por Coulomb é utilizada para descrever a intensidade da interação mútua entre duas cargas puntiformes. Essas cargas são corpos eletrizados cujas dimensões são desprezíveis se comparadas com a distância entre elas.

A atração elétrica ocorre entre cargas que possuem sinais opostos, porque a força existente é de atração. A repulsão elétrica ocorre quando cargas de mesmo sinal são aproximadas, já que a força repulsiva atua sobre elas.

Para calcular a força elétrica os sinais das cargas elétricas não são levados em consideração, apenas seus valores. Veja como calcular a força elétrica com os exemplos a seguir.

Exemplo 1: Duas partículas eletrizadas, q ₁ = 3,0 x 10-6 C e q ₂ = 5,0 x 10-6 C, e de dimensões desprezíveis situam-se a uma distância de 5 cm uma da outra. Determine a intensidade da força elétrica considerando que elas estão no vácuo. Utilize a constante eletrostática K 0 = 9 . 10 ⁹ N.m ²/C ².

Solução: Para encontrar a força elétrica, os dados devem ser aplicados na fórmula com as mesmas unidades da constante eletrostática.

Observe que a distância foi dada em centímetros, mas a constante apresenta metro e, por isso, o primeiro passo é transformar a unidade de distância.

O próximo passo é substituir os valores na fórmula e calcular a força elétrica.

Chegamos a conclusão que a intensidade da força elétrica que age sobre as cargas é de 54 N.

Você também pode se interessar por Eletrostática.

Exemplo 2: A distância entre os pontos A e B é de 0,4 m e nas extremidades estão situadas as cargas Q ₁ e Q ₂. Uma terceira carga, Q ₃, foi inserida em um ponto que está a 0,1 m de Q ₁.

Calcule a força resultante sobre Q ₃ sabendo que:

Solução: O primeiro passo para resolver esse exemplo é calcular a intensidade da força elétrica entre duas cargas por vez.

Vamos iniciar calculando a força de atração entre Q ₁ e Q ₃.

Agora, calculamos a força de atração entre Q 3 e Q ₂.

Se a distância total entre a reta é de 0,4 m e Q ₃ está posicionada a 0,1 m de A, quer dizer que a distância entre Q 3 e Q ₂ é de 0,3 m.

A partir dos valores das forças de atração entre as cargas, podemos calcular a força resultante da seguinte forma:

Chegamos a conclusão que a força elétrica resultante que Q 1 e Q 2 exercem sobre Q ₃ é de 3 N.
Para continuar testando seus conhecimentos, as listas a seguir vão te ajudar:

# data[].attributes.attachment_link.title
Força elétrica: o que é e como usar a fórmula

# data[].attributes.attachment_link.description
Força elétrica é a interação de atração ou repulsão gerada entre duas cargas devido a existência de um campo elétrico ao redor delas. A capacidade de uma carga criar forças elétricas foi descoberta e estudada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) no final do...

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Formulada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) no final do século XVIII, abrange os estudos sobre a força elétrica entre partículas eletricamente carregadas.
Ao observar a força eletrostática de atração entre as cargas de sinais opostos e de repulsão entre cargas que apresentam o mesmo sinal, Coulomb propôs a seguinte teoria:

“A força elétrica de ação mútua entre duas cargas elétricas puntiformes tem intensidade diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa”.

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A Lei de Coulomb, formulada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) no final do século XVIII, abrange os estudos sobre a força elétrica entre partículas eletricamente carregadas.

Ao observar a força eletrostática de atração entre as cargas de sinais opostos e de repulsão entre cargas que apresentam o mesmo sinal, Coulomb propôs a seguinte teoria:

" A força elétrica de ação mútua entre duas cargas elétricas puntiformes tem intensidade diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa ".

Lei de Coulomb: força elétrica entre cargas elétricas

Para estudar a interação entre as cargas elétricas, Coulomb criou a balança de torção, um aparato que continha duas esferas neutras, dispostas na extremidade de uma barra isolante, em sistema suspenso por um fio de prata.

Coulomb observou que quando uma esfera era posta em contato com outra esfera carregada, ela adquiria a mesma carga e os dois corpos sofriam repulsão, produzindo uma torção no fio de suspensão.

O físico constatou que a força elétrica, cuja intensidade era medida pelo ângulo de torção, apresentava-se da seguinte forma:

Inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os corpos,

Diretamente proporcional ao produto das cargas,

Saiba mais sobre a Força Elétrica.

Fórmula da Lei de Coulomb

A partir da Lei de Coulomb, para calcular a força elétrica entre duas cargas utiliza-se a seguinte expressão:

Onde:

As cargas elétricas na Lei de Coulomb são puntiformes, ou seja, cargas de massa e dimensão desprezíveis.

No Sistema internacional (SI), a unidade de medida das cargas elétricas, é o Coulomb (C), em sua homenagem pelas contribuições à Física nos estudos da eletricidade.

É importante lembrar que para calcular a intensidade força elétrica não levamos em consideração o sinal das cargas, apenas seus valores absolutos.

Exemplo de aplicação: Duas cargas puntiformes de valores 3.10-5 C e 5.10-6 C sofrem uma força de repulsão no vácuo. Sabendo que a constante eletrostática (K) no vácuo é 9.10 ⁹ N.m ²/C ², calcule a intensidade da força de repulsão entre as cargas, separadas por uma distância de 0,15 m.

Solução: Ao substituir os valores do enunciado na fórmula da Lei de Coulomb, temos

Você também pode se interessar por Eletrostática.

Exercícios sobre a Lei de Coulomb (com respostas)

1. (Unesp) Qual dos gráficos representa a maneira como varia a força elétrica entre duas cargas pontuais em função da distância que as separa, quando são aproximadas ou afastadas uma da outra?

Ver Resposta

Alternativa correta: c).

Veja também: Lei de Coulomb - Exercícios

2. (UEPG) A interação eletrostática entre duas cargas elétricas q 1 e q ₂, separadas uma da outra por uma distância r, é F ₁. A carga q ₂ é removida e, a uma distância 2r da carga q ₁, é colocada uma carga q 3 cuja intensidade é a terça parte de q ₂. Nesta nova configuração, a interação eletrostática entre q ₁ e q ₃ é - F ₂. Com base nestes dados, assinale o que for correto.

(01) As cargas q ₁ e q ₂ têm sinais opostos.
(02) As cargas q ₂ e q ₃ têm sinais opostos.
(04) As cargas q ₁ e q ₃ têm o mesmo sinal.
(08) A força F ₂ é repulsiva e a força F ₁ é atrativa.
(16) A intensidade de F ₂ = F ₁/12

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Afirmações corretas: (02) e (16).

(01) ERRADA. A força F ₁ é positiva, logo, o produto entre as cargas é maior que 0, , pois as cargas têm o mesmo sinal.

ou

(04) ERRADA. A força F 2 é negativa, logo, o produto entre as cargas é menor que 0, , pois as cargas têm sinais opostos.

ou

Veja também: Carga Elétrica - Exercícios

3. Três cargas puntiformes positivas, no vácuo, estão sofrendo repulsão. Os valores das cargas q ₁, q ₂ e q ₃ são, respectivamente, 3.10⁻⁶ C, 8.10⁻⁶ e 4.10⁻⁶ C. Q ₃ está inserida a uma distância de 2 cm de q ₁ e a 4 cm de q ₂. Calcule a intensidade da força elétrica que a carga q ₃, posicionada entre q ₁ e q ₂, está recebendo. Utilize a constante eletrostática 9.10 ⁹ N.m ²/C ².

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Os dados do enunciado são:

Veja também: Eletrostática - Exercício

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A Lei de Coulomb, formulada pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) no final do século XVIII, abrange os estudos sobre a força elétrica entre partículas eletricamente carregadas. Ao observar a força eletrostática de atração entre as cargas de sinais opostos e de...