Lei de Coloumb

Lei de Coulomb

A Lei de Coulomb é uma das leis fundamentais da Física que descreve a força elétrica entre duas cargas elétricas puntiformes (ou quase puntiformes). Formulada pelo físico francês Charles-Augustin de Coulomb em 1785, essa lei é essencial para entender como as cargas interagem e é base para o estudo do eletromagnetismo.

O que diz a Lei de Coulomb?

A Lei de Coulomb afirma que a força elétrica entre duas cargas é diretamente proporcional ao produto dos valores das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Ou seja:

F = k × |q₁ × q₂| / r²

Onde:

• F é a intensidade da força elétrica entre as cargas (em Newtons, N);
• k é a constante eletrostática do meio (no vácuo, k ≈ 9 × 10⁹ N·m²/C²);
• q₁ e q₂ são os valores das cargas elétricas (em Coulombs, C);
• r é a distância entre as cargas (em metros, m).

Características da força elétrica

• A força é atrativa se as cargas têm sinais opostos (uma positiva e outra negativa).
• A força é repulsiva se as cargas têm o mesmo sinal (ambas positivas ou ambas negativas).
• A força atua ao longo da linha que une as duas cargas.
• A força é um vetor, ou seja, possui intensidade e direção.

Constante eletrostática (k)

A constante k depende do meio onde as cargas estão. No vácuo, seu valor é aproximadamente 9 × 10⁹ N·m²/C². Em outros meios, essa constante pode variar devido à permissividade do material, que influencia a força elétrica.

Aplicações da Lei de Coulomb

• Eletrização: explica como cargas elétricas se atraem ou se repelem;
• Funcionamento de equipamentos eletrônicos: como capacitores e eletroscópios;
• Forças entre partículas: ajuda a entender interações entre prótons e elétrons;
• Estudos em eletrostática: base para entender fenômenos elétricos e suas aplicações práticas.

Exemplo simples

Suponha duas cargas, uma de +2 C e outra de -3 C, separadas por 1 metro no vácuo. A força entre elas será:

F = 9 × 10⁹ × |2 × (-3)| / 1²
F = 9 × 10⁹ × 6 = 5,4 × 10¹⁰ N

A força é muito intensa e de atração, pois as cargas têm sinais opostos.

Importância para o ENEM

A Lei de Coulomb é tema recorrente nas provas do ENEM, pois envolve conceitos básicos de eletrostática e força elétrica, que aparecem em várias situações práticas e problemas. Saber aplicar a fórmula e compreender a natureza das forças entre cargas ajuda a resolver questões relacionadas a eletricidade, física geral e até química.

Resumo dos principais pontos

• A Lei de Coulomb descreve a força elétrica entre duas cargas pontuais.
• A força é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.
• Força é atrativa para cargas de sinais opostos e repulsiva para cargas de mesmo sinal.
• É um vetor, ou seja, tem intensidade e direção.
• Aplicada em diversas áreas da ciência e tecnologia, fundamental para o estudo da eletrostática.

Estudar essa lei ajuda a compreender as bases das interações elétricas e a resolver problemas importantes nas provas do ENEM e vestibulares.