Lei de Coulomb (II)

Borges e Nicolau

Lei de Coulomb

A intensidade da força de ação mútua entre duas cargas elétricas puntiformes é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.

k: constante eletrostática do meio onde estão as cargas.

No vácuo:

Exercícios básicos

Exercício 1:
Duas partículas eletrizadas com cargas elétricas Q e 4Q estão fixas em pontos A e B, situados a uma distância D. No ponto C, a uma distância d de A, coloca-se outra partícula eletrizada com carga elétrica q e observa-se que ela fica em equilíbrio sob ação de forças eletrostáticas somente. Determine a relação d/D.

Exercício 2:
Três partículas eletrizadas com cargas elétrica Q, 2Q e 3Q estão fixas nos pontos A, B e C, conforme a figura. Seja F a intensidade da força eletrostática que B exerce em C. Qual é, em função de F, a intensidade da força eletrostática que A exerce em C?

Exercício 3:
Três partículas eletrizadas, A, B e C, estão fixas nos vértices de um triângulo equilátero de lado L = 30 cm. Determine a intensidade da força eletrostática resultante da ação A e B sobre C. Analise os casos:

Dados: Q = 1,0 μC e k0 = 9.10⁹ N.m²/C²


Exercício 4:
Três partículas eletrizadas com cargas elétricas iguais a Q estão fixas nos vértices A, B e C de um quadrado. Uma quarta partícula eletrizada com carga elétrica q é fixada no vértice D. Para que a força eletrostática resultante sobre a partícula colocada em B seja nula, devemos ter:

a) q = Q
b) q = -Q
c) q = 2√2Q
d) q = -√2Q
e) q = -2√2Q


Exercício 5:
Seis partículas eletrizadas estão fixas nos vértices de um hexágono regular de lado
L = 30 cm, conforme mostra a figura. Sendo Q = 1 μC e k0 = 9.10⁹ N.m²/C², determine a intensidade da força eletrostática resultante que age numa partícula eletrizada com carga elétrica q = 10^-8 C, colocada no centro do hexágono.

Exercício 1: resolução

FAC = FBC => k0.Q.q/d² = k0.4Q.q/(D-d)² => 1/d = 2/(D-d) => d/D = 1/3

Resposta: d/D = 1/3

Exercício 2: resolução

FBC = F = k0.2Q.3Q/d² (1)
FAC = k0.Q.3Q/5d² (2)

De (1) e (2), vem: FAC = F/10

Resposta: F/10

Exercício 3: resolução

a) F = k0.Q.Q/L² => F = 9.10⁹.1,0.10^-6.1,0.10^-6/(0,30)² => F = 1,0.10^-1 N

cos 30º = (Fresult/2)/F => √3/2 = (Fresult/2)/1,0.10^-1 =>
Fresult = 1,0.√3.10^-1 N

b) O triângulo indicado abaixo é equilátero. Logo, Fresult = F = 1,0.10^-1 N

Respostas:
a) 1,0.√3.10^-1 N
b) 1,0.10^-1 N 

Exercício 4: resolução

F = k0.Q.Q/d² e F' = k0.IqI.Q/(d√2)² => k0.IqI.Q/2d²

Para que a força resultante sobre a partícula colocada em B seja nula, devemos impor que:
F' = F.√2 => k0.IqI.Q/2d² = (k0.Q.Q/d²).√2 => IqI = 2Q√2
q tem sinal oposto ao de Q. Logo, q = -2Q√2

Resposta: e

Exercício 5: resolução

F = k0.Q.q/L² => F = 9.10⁹.10^-6.10^-8/(0,30)² => F = 10^-3 N
Fresult = 4F = 4. 10^-3 N

Resposta: 4.10^-3 N