LEI DE COULOMB

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LEI DE COULOMB 
FíSICA 3
A carga elétrica é uma propriedade intrínseca das partículas fundamentais de que é feita a matéria; em outras palavras, é uma propriedade associada à própria existência das partículas. Exemplo: o acúmulo de cargas elétricas, um fenômeno que acontece quando o ar está seco, faz com que esses pedacinhos de papel sejam atraídos pelo pente. 
A maioria dos objetos contém quantidades iguais de dois tipos de cargas: cargas positivas e cargas negativas. 
Quando existe igualdade (ou equilíbrio) de carga = o objeto é eletricamente neutro, ou seja, a carga total do objeto é zero.
Quando as quantidades dos dois tipos de cargas são diferentes = a carga total do objeto é diferente de zero e dizemos que o objeto está eletricamente carregado. 
Os objetos eletricamente carregados interagem exercendo uma força sobre outros objetos. 
CARGAS DE MESMO SINAL SE REPELEM E CARGAS DE SINAIS OPOSTOS SE ATRAEM = FORÇA ELETROSTÁTICA OU FORÇA ELÉTRICA ENTRE DUAS CARGAS.
LEI DE COULOMB
Duas partículas carregadas exercem forças uma sobre a outra. Se as cargas das partículas tem o mesmo sinal, as partículas se repelem, ou seja, são submetidas a forças que tendem a afastá-las. Se as cargas das partículas tem sinais opostos, as partículas se atraem, ou seja, são submetidas a forças que tendem a aproximá-las. 
Essa força de repulsão ou atração associada à carga elétrica dos objetos é chamada de força eletrostática. A lei que permite calcular a força exercida por partículas carregadas é chamada de Lei de Coulomb. 
^r = é um vetor unitário na direção da reta que liga as duas partículas; como qualquer vetor unitário tem módulo 1 e é adimensional, sua única função é indicar uma orientação no espaço. 
r = distância entre as partículas.
k = constante.
q1 e q2 = cargas das partículas. 
Se as partículas tem cargas de mesmo sinal, a força a que a partícula 1 é submetida tem o sentido ^r; se as partículas tem cargas de sinais opostos, a força tem o sentido oposto ao de ^r. 
A Lei de Coulomb tem a mesma forma que a equação de Newton para a força gravitacional entre duas partículas de massas m1 e m2 separadas por uma distância r, em que G é uma constante gravitacional:
A constante k é chamada de constante eletrostática. As duas equações descrevem leis do tipo inverso do quadrado que envolvem uma propriedade das partículas envolvidas, massa em um caso, carga no outro. Entretanto, as forças gravitacionais são sempre atrativas, enquanto que as forças eletrostáticas podem ser atrativas ou repulsivas, dependendo dos sinais das duas cargas. A diferença resulta do fato de que existe apenas um tipo de massa, mas existem dois tipos de carga elétrica. 
A lei de Coulomb é válida até mesmo no interior dos átomos, onde descreve corretamente a força de atração entre o núcleo positivo e os elétrons negativos, enquanto a mecânica newtoniana deixa de ser válida nesse contexto e deve ser substituída pela mecânica quântica. A lei de Coulomb também explica corretamente as forças que unem os átomos para formar moléculas e as forças que unem os átomos e moléculas para formar sólidos e líquidos. 
A unidade de carga do SI é o coulomb. Por motivos práticos, que tem a ver com a precisão das medidas, o coulomb é definido a partir da unidade do SI para a corrente elétrica, o ampère. Corrente elétrica é a taxa de variação com o tempo, dq/dt, da carga que 
passa por um ponto ou região do espaço.
Em que i é a corrente elétrica (em ampères) e dq (em coulombs) é a quantidade de carga que passa por um ponto ou região do espaço no intervalo de tempo dt (em segundos).
A constante eletrostática (k) é escrita na forma 1/4. Nesse caso, o módulo da força na lei de Coulomb se torna:
A constante , conhecida como constante de permissividade, às vezes aparece separadamente nas equações e tem o valor: 
Outra semelhança entre a força gravitacional e a força eletrostática é que ambas obedecem ao princípio de superposição. Em um sistema de n partículas carregadas, as partículas interagem independentemente aos pares e a força que age sobre uma das partículas, a partícula 1, por exemplo, é dada pela soma vetorial: 
 é a força que age sobre a partícula 1 devido à presença da partícula 4. 
A carga elétrica era considerada um fluido contínuo, hoje, porém, sabemos que mesmo os fluidos ‘’clássicos’’, como a água e o ar, não são contínuos e sim compostos de átomos e moléculas; a matéria é quantizada. Os experimentos revelam que o ‘’fluido elétrico’’ também não é contínuo e sim composto de unidades elementares de carga. Todas as cargas positivas e negativas q são da forma: 
Em que e, a carga elementar, tem o valor aproximado: 
A carga não é uma substância e sim uma propriedade das partículas, como a massa. 
Quando uma grandeza física pode assumir apenas certos valores, dizemos que é quantizada, a carga elétrica é uma dessas grandezas. É possível, por exemplo, encontrar uma partícula sem carga elétrica ou com uma carga de +10e ou -6e, mas não uma partícula com um carga de 3,57e. 
A carga elétrica em um sistema fechado se conserva, é constante.
A carga elétrica está quantizada, e seu valor mínimo é a carga elétrica do elétron ou do próton (são iguais em magnitude), ou seja, só pode assumir valores múltiplos de uma carga fundamental. 
O valor fundamental de carga, é o mínimo valor possível da carga elétrica, é igual (em valor absoluto) a carga de um elétron ou próton.
Materiais condutores = são materiais que permitem o movimento de energia elétrica; conduzem eletricidade de um ponto ao outro; especialmente feitos de metais preciosos (Au, Ag, Pt) e os metais em geral (Cu, Fe, Hg, Pb). 
Materiais não condutores = são materiais que impedem a passagem de energia elétrica; protege as correntes elétricas do contato com as pessoas e com outras correntes; especialmente feitos de gases nobres, cerâmicos, plástico, madeira.
Materiais semicondutores = materiais que podem permitir e impedir a passagem de energia elétrica; conduzem eletricidade apenas sob condições específicas e em um sentido; especialmente feitos de Si, Ge, S, entre outros. 
Lei de Coulomb = A magnitude da força elétrica entre duas cargas pontuais é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. 
Íons = são átomos ou moléculas em desequilíbrio elétrico. 
Força gravitacional = Os corpos são atraídos por uma força que é diretamente proporcional a sua massa e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. A força gravitacional é a causa de que os corpos caiam e do movimento dos corpos celestes que se encontram no universo. 
Interação eletromagnética = é considerada a força que atua sobre as partículas com carga elétrica. Toda carga em movimento produz um campo magnético ao seu redor e é de natureza atrativa ou repulsiva, dependendo das cargas. 
Interação nuclear forte = É a interação mais forte que existe e permite manter o núcleo (prótons e nêutrons) em interação. Se refere a interação que mantêm unidos os quarks para formar prótons e nêutrons, logo, permite manter o núcleo unido. Essa força é responsável pela estabilidade em toda a matéria. 
Interação nuclear fraca = Esse tipo de força é responsável pela desintegração beta dos núcleos dos átomos. É uma interação de curto alcance, distâncias menores que as dimensões do núcleo. 
	Partículas mediadoras 
	Força gravitacional = gravitão
	Int. eletromagnética = fotón
	Int. forte = gluões
	Int. fraca = bosões
LEI DE COULOMB 
Inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os objetos carregados;
Proporcional ao produto da cargas, q1 e q2, das duas partículas;
É uma força conservativa, ou seja, o trabalho que realiza para mover uma partícula entre dois pontos é independente da trajetória percorrida. Se uma partícula viaja em um percurso fechado, o trabalho total realizado por uma força conservativa é zero.