21 A Lei de Coulomb

CAPÍTULO 21

A Lei de Coulomb

21-1 A LEI DE COULOMB

Objetivos do Aprendizado

Depois de ler este módulo, você será capaz de ...

21.01 Saber a diferença entre um objeto eletricamente neutro, negativamente carregado e

positivamente carregado e o que é um excesso de cargas.

21.02 Saber a diferença entre condutores, isolantes, semicondutores e supercondutores.

21.03 Conhecer as propriedades elétricas das partículas que existem no interior do átomo.

21.04 Saber o que são elétrons de condução e qual é o papel que desempenham para tornar um objeto

negativamente carregado ou positivamente carregado.

21.05 Saber o que significa “isolar eletricamente” um objeto e “aterrar” um objeto.

21.06 Saber de que forma um objeto eletricamente carregado pode induzir uma carga elétrica em

outro objeto.

21.07 Saber que cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem.

21.08 Desenhar o diagrama de corpo livre de uma partícula sujeita a uma força eletrostática.

21.09 No caso de duas partículas eletricamente carregadas, usar a lei de Coulomb para relacionar o

módulo da força eletrostática, que age sobre as partículas, à carga das partículas e a distância

entre elas.

21.10 Saber que a lei de Coulomb se aplica apenas a partículas pontuais e a objetos que podem ser

tratados como partículas pontuais.

21.11 Se uma partícula está sujeita a mais de uma força eletrostática, usar uma soma vetorial para

obter a força resultante.

21.12 Saber que uma casca esférica com uma distribuição uniforme de carga atrai ou repele uma

partícula carregada situada do lado de fora da casca como se toda a carga estivesse situada no

centro dessa casca.

21.13 Saber que uma casca esférica com uma distribuição uniforme de carga não exerce força

eletrostática sobre uma partícula carregada situada no interior da casca.

21.14 Saber que a carga em excesso de uma casca esférica condutora se distribui uniformemente na

superfície externa da casca.

21.15 Saber que, se dois condutores esféricos iguais são postos em contato ou são ligados por um fio

condutor, a carga em excesso se divide igualmente entre os dois condutores.

21.16 Saber que um objeto isolante pode ter uma distribuição assimétrica de carga, incluindo cargas

em pontos internos.

21.17 Saber que a corrente elétrica é a taxa com a qual a carga elétrica passa por um ponto ou por

uma região.

21.18 No caso de uma corrente elétrica que passa por um ponto, conhecer a relação entre a corrente,

um intervalo de tempo e a quantidade de carga que passa pelo ponto nesse intervalo de tempo.

Ideias-Chave

• A força da interação elétrica de uma partícula com outras partículas depende da carga elétrica (em geral representada pela letra q), que pode ser positiva ou negativa. Partículas com cargas de mesmo sinal se repelem e partículas com cargas de sinais opostos se atraem. • Um objeto com a mesma quantidade de cargas positivas e negativas está eletricamente neutro, enquanto um objeto com quantidades diferentes de cargas positivas e negativas está eletricamente carregado.

• Materiais condutores são materiais que possuem um número significativo de elétrons livres. Materiais isolantes são materiais que não possuem um número significativo de elétrons livres. • A corrente elétrica i é a taxa dq/dt com a qual a carga elétrica passa por um ponto ou região:

• A força eletrostática entre duas partículas pode ser calculada usando a lei de Coulomb. Se as partículas têm cargas q e q , elas estão separadas por uma distância r, e a distância entre elas não 1 2

varia (ou varia lentamente); o módulo da força que uma das partículas exerce sobre a outra é dada por