LEI DE COULOMB
Constante da
eletrostática no vácuo: ko = 9.109N/m2C2
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Grandeza
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Representação
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Unidade (SI)
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força elétrica
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F
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N
(newton)
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cargas elétricas
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Q1
e Q2
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C
(coulomb)
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distância entre as cargas
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d
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m
(metro)
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FORÇA DE
REPULSÃO
Cargas
elétricas de sinais iguais
a)
cargas positivas
b) cargas negativas
FORÇA DE
ATRAÇÃO
Cargas de
sinais diferentes
EXERCÍCIOS
RESOLVIDOS
Use a
constante da eletrostática no vácuo: ko = 9.109 unidades
SI
Lembre: 1mC =
10-3C (milicoulomb)
1mC
= 10-6C (microcoulomb)
1nC = 10-9C (nanocoulomb)
MODELO I
Duas cargas
puntiformes eletrizadas estão fixadas a 3,0 mm uma da outra. Suas cargas
elétricas são idênticas e iguais a 2,0 nC, positivas. Determine a intensidade da
força eletrostática sabendo que o meio é o vácuo.
RESOLUÇÃO
Transformar
para o SI:
d = 3,0 mm =
3,0. 10-3 m
Lembre: 1nC =
10-9C
Q1=Q2
= 2,0 nC = 2,0. 10-9C
Substituindo
os valores no esquema abaixo:
Substituindo os dados na fórmula.
F
= 4,0. 10-3 N
MODELO II
Duas cargas
elétricas puntiformes positivas e iguais a Q estão separadas por uma
distância de 30,0 cm no vácuo. Sendo a força de repulsão mútua tem intensidade
4,0. 10-1N. Determine a carga Q.
RESOLUÇÃO
Transformar
para o SI:
d = 30 cm =
3,0. 10-1 m
Substituindo
os valores no esquema abaixo:
Substituindo os dados na fórmula.
Q
= 2mC
MODELO III
Duas cargas
elétricas positivas e iguais a 1mC,
no vácuo, se repelem com uma força de repulsão de 3,6. 10-2 N.
Determine a distância entre as cargas elétricas.
RESOLUÇÃO
Dados:
Lembre: 1mC
= 10-6C
Q1=
Q2 = 1.10-6 C
F = 3,6. 10-2N
Substituindo
os valores no esquema abaixo:
Substituindo
os dados na fórmula.
d
=0,5m
MODELO IV
As cargas da
figura estão localizadas no vácuo. As cargas elétricas Q1= 8mC
e Q2 = 2mC
estão fixas a uma distância de 1,5 m. Determine a posição de equilíbrio x
para carga Q3 = - 4mC
sob a ação exclusiva das forças eletrostáticas, colocada entre as cargas Q1
e Q2.
RESOLUÇÃO
Representação
das forças na figura
EQUILÍBRIO SOBRE A CARGA Q3
F13
= F23
X = 1m
EXERCÍCIOS
Use g =10 m/s2
e K0= 9.109 N.m2/C2
FE01) (Cesgranrio-RJ) A lei de Coulomb afirma
que a força de interação elétrica de partículas carregadas é proporcional:
I.às cargas das partículas.
II. às massas das partículas
III. ao quadrado da distância entre as
partículas.
IV. à distância entre as partículas.
Das afirmativas acima:
a) somente I é correta.
b) somente I e III são corretas.
c) somente II e III são corretas.
d) somente II é correta.
e) somente I e IV são corretas.
FE02) Duas cargas elétricas Q1 e Q2
atraem-se quando colocadas próximas uma da outra.
a) O que se pode afirmar sobre os sinais de Q1
e de Q2?
b) A carga Q1 é repelida por uma
terceira carga, Q3, positiva. Qual é o sinal de Q2?
FE03) Determine a força de repulsão entre duas
cargas iguais a 2mC,
separadas por uma distância de 20 cm.
FE04) A força de repulsão entre duas cargas
iguais é igual a 3,6 N quando estão separadas por uma distância de 10 cm.
Determine o valor das cargas.
FE05) A que distância deve ser colocada duas
cargas positivas e iguais a 1mC,
no vácuo, para que a força de repulsão elas tenham intensidade de 0,1 N?
FE06) Duas cargas elétricas positivas e
puntiformes, das quais uma é triplo da outra, repelem-se com forças de
intensidade 2,7 N no vácuo, quando a distância entre elas é 10 cm. Determine a
menor das cargas.
FE07) Duas cargas elétricas puntiformes distam
20 cm uma da outra. Alterando essa distância, a intensidade da força de
interação eletrostática entre as cargas fica 4 vezes menor. A nova distância
entre elas é?
FE08) Duas pequenas esferas idênticas estão
situadas no vácuo, a certa distância d, aparecendo entre elas uma
força elétrica de intensidade F1. A carga de uma é o
dobro da carga da outra. As duas pequenas esferas são colocadas em contato e, a
seguir, afastadas a uma distância
2d,
aparecendo entre elas uma força elétrica
de intensidade F2. Calcule a relação F1/F2.
FE09) Três pequenas esferas A, B e C com cargas
elétricas respectivamente iguais a 2Q, Q e Q estão
alinhadas como a figura. A esfera A exerce sobre B uma força elétrica de
intensidade 2,0. 10-6N. Qual a intensidade da força elétrica
resultante que A e C exercem sobre B?
FE10) Duas cargas elétricas puntiformes
Q1= 8.10-8 C e Q2=
-2.10-8 C estão fixas no
vácuo, separadas por uma distância d= 6 cm. Determine.
a) a intensidade da força elétrica de atração.
b) a intensidade da força elétrica resultante,
que age sobre uma carga Q3= 10-8
C, colocada no ponto médio do segmento
que une Q1 e Q2 .
c) a posição em que Q3 deve ser
colocada de modo a ficar em equilíbrio somente sob a ação de forças elétricas.
FE11) Um pêndulo elétrico de comprimento
l e
massa m = 0,12 kg eletrizado com uma carga Q é repelido por outra carga
igual fixa no ponto A. A figura mostra a posição de equilíbrio do
pêndulo. Calcule Q. (g = 10 m/s²).
FE12) Determine a força resultante no ponto B
de um triângulo retângulo. Dados: QA=QC= 1mC
e QB= 1mC.
FE13) Determine a intensidade, a direção e o
sentido do vetor da força resultante no ponto A de um triângulo
eqüilátero a carga Q=1mC
e d= 0,3m.
FE14)(Fuvest-SP) Um objeto A,
com carga elétrica +Q e dimensões desprezíveis, fica sujeito a uma
força de intensidade 20. 10-6 N quando colocado em presença de um
objeto idêntico, à distância de 1,0 m. Se A for colocado na
presença de dois objetos idênticos, como indica a figura, fica sujeito a uma
força de intensidade aproximadamente igual a:
FE15) (Mack-SP)Duas cargas elétricas
positivas e iguais, cada uma de valor Q, são fixadas nos vértices
opostos de um quadrado.Nos outros dois vértices colocam-se duas outras cargas
iguais q, conforme mostra a figura.Para que as cargas q
fique em equilíbrio sob a ação das forças elétricas somente, deve-se ter:
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a)
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b)
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c)
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d)
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e)
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FE16)(Fuvest-SP) Três objetos com cargas
elétricas idênticas estão alinhados como mostra a figura.O objeto C
exerce sobre B uma força igual a 3,0.10-6 N.A força
elétrica resultante dos efeitos de A e C sobre
B é:
a)2,0.10-6N
b)6,0.10-6N
c)12.10-6N
d)24.10-6N
e)30.10-6N
FE17)Uma pequena esfera
recebe uma carga de 40 mC
e outra esfera de diâmetro igual, localizada a 20 cm de distancia, recebe uma
carga de -10mC.
a)
Qual a força de atração entre
elas?
b)
Colocando as esferas em contato
afastando-se 5cm, determine a nova força de interação elétrica entre elas.
FE18)(Fuvest-SP) Duas
partículas de cargas 10-7 C e -10-7C
e mesma massa 0,1g estão separadas 10cm.
a)
Qual a intensidade da força
elétrica entre as em um meio onde a força entre as cargas de 1C a uma distância
de 1m é 9.109N?
b)
Se a carga positiva se movimentar
em torno da negativa, descrevendo um MCU de 10cm de raio, qual sua velocidade?
FE19)Uma esfera A
é colocada em contato com uma outra igual B, inicialmente
neutra.Depois são separadas e colocadas no vácuo a uma distancia de 20cm uma da
outra e passam a se repelir com uma força de intensidade de 9.10-5 N.
Calcule o módulo da carga primitiva da esfera A.
FE20)(MACK-SP) Duas cargas
elétricas puntiformes encontram-se num determinado meio e interagem mutuamente
através de uma força eletrostática cuja a intensidade F varia com
a distância d entre elas de acordo com o diagrama da
figura.Determine a intensidade da força de interação eletrostática entre estas
cargas quando a distância entre elas for de 3.10-1m.
RESPOSTAS
FE01) a
FE02) a) sinais
diferentes; b) negativa
FE03) 9.10-1N
FE04) 2.10-6
C (positivo ou negativo)
FE05) 30 cm
FE06)10-6
C
FE07) 40cm
FE08) F1/F2 =
32/9
FE09) 7,0.10-6
N
FE10) 4.10-3N; b) 10-2N;
c) 
FE11) 3.10-6 C
(positivo ou negativo)
FE12)
FE13) FR =10-1N
FE14) c
FE15) a
FE16) d
FE17) a) 90N
b) 810N
FE18) a) 9.10-3N
b) 3m/s
FE19) 4.10-8 C
FE20) 1N
