Lei de Coulomb - Eletricidade

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Lei de Coulomb e Tensão
Os Átomos e a sua Estrutura; Lei de Coulomb; Definição de Tensão.
Exercícios de Fixação
Os Átomos e sua estrutura
• A estrutura atômica de qualquer átomo estável tem um número igual de 
elétrons e prótons.
• O elétron em órbita tem carga elétrica negativa, igual em módulo à carga 
positiva do próton.
• Número de elétrons por camada e determinada pela equação 2n2
Força de Atração - Lei de Coulomb
A Lei de Coulomb é uma lei da física que descreve a interação eletrostática 
entre partículas eletricamente carregadas. Foi formulada e publicada pela 
primeira vez em 1783 pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb.
Força de Atração - Lei de Coulomb
Esta lei estabelece que o módulo da força 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 r entre elas. Esta força pode ser atrativa ou
repulsiva dependendo do sinal das cargas. É atrativa se as cargas tiverem
sinais opostos. É repulsiva se as cargas tiverem o mesmo sinal.
𝐹 = 𝑘
𝑄1𝑄2
𝑟2
Onde:
k = 8,988 x 109 N.m2/C2
Q1 e Q2 = Cargas em Coulomb (C)
r = distância entre as cargas em metros (m)
Força de Atração - Lei de Coulomb
• Elétron Livre
• 1 pol3 (≈16.387064 cm3) de Cu = 1,4 x 1024 elétrons livres
Tensão
Tensão
• Toda fonte de tensão é estabelecida com a simples criação de uma 
separação de cagas positivas e negativas.
• Regiões de Cargas Positivas e Negativas.
• Pacote de elétrons = Coulomb (C) = 6,242 x 1018 elétrons
Tensão
• Se um total de 1 joule (J) de energia é usado para mover a carga 
negativa de 1 coulomb (C), há uma diferença de 1 volt (V) entre os dois 
pontos.
• A posição da carga é, portanto, um fator na determinação do nível de 
tensão em cada ponto do deslocamento.
Tensão
• A equação que define esta questão é:
𝑉 =
𝑊
𝑄
V= volts (V)
W= joules (J)
Q = Coulombs (C)
Exercícios de Fixação
1. Calcule a força de atração, em newtons, entre as cargas Q1 e Q2 mostradas na 
figura abaixo quando: 
a. r = 1 m
b. r = 3 m
c. r = 10 m
d. A força diminui rapidamente com o aumento da distância?
2. Calcule a força de repulsão, em newtons, entre Q1 e Q2 de acordo com a figura 
abaixo, quando:
a. r = 1 mi (1,6 Km)
b. r = 10 pés
c. r = 1/16 pol.
1C 2C
Q1 Q2
r+ -
+
Q1 Q2
r +
8 µC 40 µC
Exercícios de Fixação
3. Qual a tensão entre dois pontos se 1,2 J de energia é necessária para mover 20 
µC entre estes dois pontos?
4. Se a diferença de potencial entre dois pontos é 60 V, qual o trabalho necessário 
para levar 8 mC de um ponto a outro?
5. Calcule a carga em elétrons que exige 120 µJ de energia para ser deslocada 
através de uma diferença de potencial de 20 mV.
6. Quanto de carga passa por uma bateria de 9V se a energia usada for de 72 J?
*7.Dois corpos carregados, com cargas Q1 e Q2 , quando separados por uma 
distância de 2 m, apresentam uma força de repulsão igual a 1,8 N.
a. Qual será a força de repulsão quando eles estiverem separados por 10 m?
b. Se a razão Q1/Q2 = ½, calcule Q1 e Q2 (r=10m).