23.2.1 Lei de Coulomb
E 23-1
Qual seria a força eletrostática entre duas cargas de 1 Coulomb separadas por uma distância de (a) 1.0 me (b) 1.0 km se tal configuração pudesse ser estabelecida?
  • (a) .
    (b) .

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre a Lei de Coulomb, que nos ajuda a calcular a força elétrica entre duas cargas. Aqui, temos duas cargas de 1 Coulomb cada, separadas por duas distâncias diferentes: 1.0 metro e 1.0 quilômetro. Para resolver isso, vamos precisar da fórmula da Lei de Coulomb e entender como aplicar as unidades corretamente.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da fórmula da Lei de Coulomb:
Onde:
  • é a força eletrostática entre as cargas,
  • é a constante de Coulomb, que vale aproximadamente ,
  • e são as cargas elétricas,
  • é a distância entre as cargas.

Passo 3

Vamos calcular a força para a primeira parte da questão, onde a distância é 1.0 metro.
Plugando os valores na fórmula:
Simplificando:
Então, a força eletrostática é Newtons quando as cargas estão separadas por 1 metro.

Passo 4

Agora, vamos calcular para a segunda parte, onde a distância é 1.0 quilômetro. Primeiro, precisamos converter quilômetros para metros, já que a fórmula usa metros:
Agora, substituímos na fórmula:
Simplificando os cálculos:
Portanto, a força eletrostática é Newtons quando as cargas estão separadas por 1 quilômetro.

Resposta

(a) A força eletrostática é .
(b) A força eletrostática é .

Exercícios relacionados

A Lei de Coulomb prevê que a força exercida por uma carga puntiforme sobre outra é proporcional ao produto das duas cargas. Como você poderia testar este fato no laboratório?
  • Estudando de que modo varia a força necessária para levar-se cargas de distintos valores até uma distância , constante, de uma outra carga fixa no espaço.
(a) Uma barra de vidro positivamente carregada atrai um objeto suspenso. Podemos concluir que o objeto está carregado negativamente? (b) A mesma barra carregada positivamente repele o objeto suspenso. Podemos concluir que o objeto está positivamente carregado?
  • (a) Não. Poderíamos estar lidando com um objeto neutro porém metálico, sobre o qual seria possível induzir uma carga, que passaria então a ser atraído pela barra. (b) Sim, pois não se pode induzir carga de mesmo sinal.
Uma carga puntiforme de dista 12 cm de uma segunda carga puntiforme de . Calcular o módulo da força eletrostática que atua sobre cada carga.
  • De acordo com a terceira Lei de Newton, a força que uma carga exerce sobre outra carga é igual em módulo e de sentido contrário à força que a carga exerce sobre a carga . O valor desta força é dado pela Eq. 23-4. Conforme a convenção do livro, usamos aqui os módulos das cargas. Portanto
Qual deve ser a distância entre duas cargas puntiformes e para que o módulo da força eletrostática entre elas seja de 5.7 N ?