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ESCOLA CASTELO BRANCO

Física
Ensino Médio, 3°Ano

Lei de Coulomb


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

UM POUCO DE HISTÓRIA
Foi o francês Charles Augustim de
Coulomb quem formulou, em 1785,
a lei matemática que rege as
interações entre partículas
eletrizadas. Usando o modelo
newtoniano, ele estabeleceu que a
interação eletrostática entre essas
partículas manifestava-se por meio
de forças de atração e repulsão,
dependendo dos sinais das cargas.

Imagem: ArtMechanic / domínio público


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

INTERAÇÃO ELETROSTÁTICA

Cargas Opostas = Atração

Cargas Iguais = Repulsão


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

Consideremos dois corpos eletrizados (com cargas Q1 e
Q2) e separados por uma distância d.
Q1

Q2
d

Quando as dimensões desses corpos são muito menores do
que a distância d, podemos representá-los por pontos e
chamá-los de cargas elétricas puntiformes.


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

Como os corpos estão eletrizados, há uma interação
elétrica (força F) entre eles.

A intensidade de F diminui à medida que se aumenta a
distância de separação d. A direção de F é a direção da reta
que une os corpos.


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

SENTIDO DA FORÇA ELÉTRICA

1 - Se os corpos forem eletrizados com cargas elétricas de
mesma natureza (mesmo sinal), a força elétrica será de
repulsão.

-F Q 1
+

Q2

F

+

-F Q 1
-

Q2
-

F


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

SENTIDO DA FORÇA ELÉTRICA

2 - Se os corpos forem eletrizados com cargas elétricas de
sinais contrários, a força elétrica será de atração.

Q1 F
+

-F

Q2
-


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

A BALANÇA DE TORÇÃO DE
COULOMB

Coube a Charles Augustin de
Coulomb, com sua célebre balança de
torção (na verdade, um dinamômetro),
estabelecer a lei matemática que
possibilita o cálculo da intensidade da
força elétrica entre dois corpos
eletrizados.
Imagem: Sertion / domínio público.


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

COULOMB CONSTATOU QUE:
DEFINIÇÃO
O módulo da força de interação entre duas cargas
elétricas puntiformes (Q1 e Q2) é diretamente
proporcional ao produto dos valores absolutos
(módulos) das duas cargas e inversamente
proporcional ao quadrado da distância d entre elas.


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb


Q1 F
el
21


F12
el

Q2

d

Fel  K .

Q 1 .Q 2
Onde:

d

2

F = força elétrica (N)
Q1 e Q2 = são as cargas elétricas
puntiformes (C)
d = distância entre as cargas (m)

K= é a constante eletrostática do
meio (Nm2/C2)


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

CONSTANTE DE PROPORCIONALIDADE
O valor da constante K, denominada constante eletrostática,
depende do meio em que as cargas se encontram. Essa
constante K é definida, no SI, por:

K=

1
4 pe

onde  é a permissividade
absoluta do meio onde se
encontram as cargas.


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

CONSTANTE DE PROPORCIONALIDADE
Como o meio considerado é o vácuo, nesse dielétrico temos,
no SI:

e 0 = 8, 85 ×10

-12

-1

-2

N m C

-2

K0 =

1
4 pe

=

1
4 p × 8, 85 ×10

K 0  9 . 10 N .m / C
9

2

-12

2


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

GRÁFICO DA LEI DE COULOMB
Se mantivermos fixos os valores das cargas e variarmos
apenas a distância entre elas, o gráfico da intensidade de F
em função da distância (d) tem o aspecto de uma hipérbole.
Outros meios:

F (N)
F
F/4
F/16
4F
16F

d (m)
d
2d
4d
d/2
d/4

Substância
ar seco
água
benzeno
petróleo
etanol

K(N. m

2

2

C )

 9,0.10

9

1,1.10

8

2,3.10

9

3,6.10

9

3,6.10

8


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FÍSICA, 3º Ano do Ensino Médio
Lei de Coulomb

GRÁFICO F x d
F (N)
F
F/4
F/16
4F
16F

d (m)
d
2d
4d
d/2
d/4

16F

F

1
d

2

Hipérbole Cúbica
4F
F
d(m)
0

d/4

d/2

d

2d

4d