Lei de coulomb

1. PÊNDULO ELÉTRICO
ELETROSCÓPIOS
São dispositivos utilizados para indicar se um corpo está carregado ou neutro.
O tipo mais simples é o pêndulo elétrico.
Esfera leve condutora
Fio ISOLANTE
Suporte
O pêndulo eletrostático é constituído de uma esfera leve e pequena.

2. PÊNDULO ELÉTRICO
Quando se aproxima um bastão carregado do pêndulo, observa-se que o pêndulo é
inicialmente atraído, em seguida toca o bastão e logo depois passa a ser repelido.

3. Ao aproximarmos o corpo carregado da esfera do eletroscópio, ela sofrerá uma
indução eletrostática. A esfera fica sujeita a 2 forças: atração e repulsão. Mas, devido
à menor distância entre as cargas de sinais contrários, a força de atração é maior,
Se o corpo carregado fosse afastado sem tocar a esfera do eletroscópio, a separação
de cargas na esfera deixaria de existir e a esfera voltaria para a sua posição de
equilíbrio.

4. Se deixarmos o corpo carregado tocar a esfera, ela receberá elétrons para o corpo
carregado e irá adquirir carga de mesmo sinal do corpo.
Como caras de mesmo sinal se repelem, a esfera e o corpo carregado se repelem.

5. ELETROSCÓPIO DE FOLHAS
Esfera CONDUTORA
Haste
Condutora
Folhas LEVES e
CONDUTORAS
Recipiente ( para
evitar correntes
de ar)
ISOLANTE
ponteiro metálico

6. Ao aproximarmos o corpo positivamente carregado da esfera do eletroscópio,
elétrons são atraídos para a esfera do eletroscópio e as lâminas carregam-se
positivamente. Haverá repulsão entre as lâminas. Se não houve contato, após
afastarmos o corpo positivo, os elétrons voltam para as lâminas, neutralizando-
as. As lâminas então se fecham.

7. Se o corpo carregado tocar a esfera do eletroscópio, haverá perda de elétrons.
Quando o corpo carregado é afastado, ele leva com ele esses elétrons. Assim,
mesmo depois que o corpo carregado é afastado, as folhas continuam
carregadas.

8. Se encostarmos o dedo na esfera do eletroscópio, como o corpo humano é
condutor ele colocará o eletroscópio em contato com a Terra. O eletroscópio será
neutralizado recebendo elétrons.
-
e
-
-
-

9. Se tocarmos a esfera do eletroscópio com uma régua de plástico, o eletroscópio
permanece carregado. O plástico é isolante não permitindo a movimentação de
cargas através dele.

11. Para medir as forças, Coulomb aperfeiçoou o método de detectar a força elétrica entre
duas cargas por meio da torção de um fio. A partir dessa idéia criou um medidor de
força extremamente sensível, denominado balança de torção.
Charles A. Coulomb (1738 - 1806)

12. O procedimento é o seguinte: carrega-se com certa carga a esfera suspensa. Depois,
coloca-se, a uma cera distância da esfera suspensa , a outra esfera, também
eletrizada. Devido a força elétrica, a esfera suspensa sai da posição original.
Gira-se o botão, torcendo o fio, até a esfera suspensa voltar à posição original. Com
isso, mede-se o ângulo de torção. A força aplicada na esfera devido à torção é igual à
força elétrica que se quer medir. Pelo ângulo de torção, calcula-se a força. Coulomb
seguiu os seguintes passos:
1º - Eletrizou as bolas e a bola móvel afastou-se 36º da fixa (a força de torção do fio
equilibra a força elétrica entre as bolas).
2º - Diminuiu o ângulo para metade (18º), rodando o botão 126º. Concluiu que para
diminuir o ângulo de metade teve que aumentar a força de torção 4 vezes (126º + 18º =
144º = 36º x 4).
3º - Diminuiu o ângulo para (próximo de) metade (8,5º 9º), rodando o botão até 567º.
Concluiu que para diminuir o ângulo de metade teve que aumentar a força de torção 4
vezes (567º + 9º = 576º = 144º x 4).
Destas experiências concluiu que a força elétrica de repulsão varia na função inversa do
quadrado das distâncias .

13. F F
F F
F F
LEI DE COULOMB
+ +
d
q1 q2
- -
d
q1 q2
+ -
d
q1 q2
A s f o r ç a s d e C o u l o m b s ã o
d i r e t a m e n t e p r o p o r c i o n a i s
a o p r o d u t o e n t r e o s m ó d u l o s
d a s c a r g a s d o s c o r p o s .
F q
2
q
1
.
A s f o r ç a s d e C o u l o m b s ã o
i n v e r s a m e n t e p r o p o r c i o n a i s
a o q u a d r a d o d a d i s t â n c i a
q u e s e p a r a a s c o r p o s c a r r e -
g a d o s .
2
F
d
1
F
q
2
q
1
.
2
d
C o n c l u s õ e s E x p e r i m e n t a i s
d e C o u l o m b

14. 14
As forças entre cargas elétricas são forças de campo, isto é, forças de ação à
distância, como as forças gravitacionais (com a diferença que as gravitacionais são
sempre forças atrativas).
K= 9.10
9
N.m²/C² ( Constante eletrostática)

15. Gráfico F x d
1
2
3
4
1
4
1
9
1
16
1
F d
F(N)
d(m)
F a
1
d
2

16. Natureza vetorial da Força Eletrostática
+ +
d
q1 q2
+
q3
2d
FF
4
F
R
Módulo da resultante:
F
R
= F -
F
4
F
R
=
3F
4
1) F
F
4
+F
R
=F
1
2
F
2
2
+2F
1.F
2
.cos aÖ
F
R
=F
1
F
2
+Vetorialmente:
a = 180
o

17. Natureza vetorial da Força Eletrostática
+ +
d
q1 q2
-
q3
2d
F
Módulo da resultante:
F
R
= F+
F
4
F
R
=
5F
4
2)
F
R
F
4F
F
4
Vetorialmente: F
R
=F
1
F
2
+
+F
R
=F
1
2
F
2
2
+2F
1.F
2
.cos aÖ
a = 0
o

18. +
q2
q1
-
+
q3
d
2d
F
1
F
1
F
2
F
2
F
R
Natureza vetorial da Força Eletrostática
3)
a
a = 90
o
F
R
=F
1
F
2
+
+F
R
=F
1
2
F
2
2
+2F
1.F
2
.cos aÖ
+F
R
=F
1
2
F
2
2
Ö

19. Natureza vetorial da Força Eletrostática
4)
+
q1
q2
-
+
q3
F
1
F
2
F
R
F
R
=F
1
F
2
+
+F
R
=F
1
2
F
2
2
+2F
1.F
2
.cos aÖ
a
a = 120
o

20. Natureza vetorial da Força Eletrostática
5)
+
q1
q2
-
+
-2q3
F
1
F
2
F
R
F
R
=F
1
F
2
+
+F
R
=F
1
2
F
2
2
+2F
1.F
2
.cos aÖ
a
a = 120
o