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A lei de Coulomb estabelece que a força entre duas cargas pontuais em repouso é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Entretanto a aplicação prática dessa lei em ambientes profissionais exige a consideração da permissividade do meio, que altera a capacidade de propagação das linhas de campo elétrico. Em meios materiais, a força tende a ser reduzida em comparação ao vácuo devido à polarização das moléculas do meio, que geram um campo oposto ao campo das cargas originais. Essa análise analítica é fundamental para o desenvolvimento de materiais isolantes em sistemas de transmissão de energia, em que a falha na interpretação da constante dielétrica pode causar rupturas de campo e descargas indesejadas.
Fonte: NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica: Eletromagnetismo. São Paulo: Blucher, 2015. v. 3.
Analise as afirmativas a seguir sobre as propriedades e aplicações da lei de Coulomb:
É correto o que se afirma em:
I. A força elétrica entre duas cargas permanece inalterada se a distância entre elas for dobrada e a magnitude de uma das cargas for quadruplicada.
II. O princípio da superposição permite calcular a força resultante sobre uma carga por meio da soma vetorial de todas as forças individuais exercidas pelas outras cargas presentes.
III. A permissividade relativa de um meio material é uma grandeza adimensional que expressa quantas vezes a força entre cargas naquele meio é maior do que a força no vácuo.
IV. A força de Coulomb é considerada uma força central, o que significa que sua linha de ação coincide sempre com o segmento de reta que une os centros das duas partículas carregadas.
A I e III, apenas.
B II, III e IV, apenas.
C II e III, apenas.
D I, II e IV, apenas.
E III e IV, apenas.
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Praticando Para o Saber

anteontem

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anteontem

Vamos analisar cada afirmativa: I. "A força elétrica entre duas cargas permanece inalterada se a distância entre elas for dobrada e a magnitude de uma das cargas for quadruplicada." - Pela lei de Coulomb: \( F \propto \frac{q_1 q_2}{r^2} \). - Se a distância \( r \) é dobrada, \( r^2 \) fica 4 vezes maior, então a força diminui por um fator 4. - Se uma carga é quadruplicada, o produto \( q_1 q_2 \) é multiplicado por 4. - Multiplicando o efeito da carga (x4) pelo efeito da distância (1/4), a força fica inalterada. - Portanto, a afirmativa I está correta. II. "O princípio da superposição permite calcular a força resultante sobre uma carga por meio da soma vetorial de todas as forças individuais exercidas pelas outras cargas presentes." - Isso é um princípio fundamental da eletrostática. - A afirmativa II está correta. III. "A permissividade relativa de um meio material é uma grandeza adimensional que expressa quantas vezes a força entre cargas naquele meio é maior do que a força no vácuo." - A permissividade relativa (\( \varepsilon_r \)) é adimensional, correto. - Porém, ela indica quantas vezes a força no meio é menor que no vácuo, pois a força é dividida por \( \varepsilon_r \). - Portanto, a afirmativa III está incorreta. IV. "A força de Coulomb é considerada uma força central, o que significa que sua linha de ação coincide sempre com o segmento de reta que une os centros das duas partículas carregadas." - Isso é verdade, a força é central. - A afirmativa IV está correta. Conclusão: os itens corretos são I, II e IV. Alternativa correta: D) I, II e IV, apenas.

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