Essa 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 eles. Essa 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.
(Figura indisponível nesta versão da aula.)
Contudo, essa equação pode ser expressa por uma igualdade se considerarmos uma constante k, que depende do meio onde as cargas estão presentes. O valor mais comum de k é considerado quando esta interação acontece no vácuo, e seu valor é igual a:
(Figura indisponível nesta versão da aula.)
Por isso, podemos escrever a equação da lei de Coulomb como:
(Figura indisponível nesta versão da aula.)
Para se determinar se estas forças são de atração ou de repulsão podemos utilizar o produto de suas cargas, ou seja:
Q1 · Q2 > 0 ⇒ forças de repulsão
Q1 · Q2 < 0 ⇒ forças de atração
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DA LEI DE COULOMB
Representando a força de interação elétrica em função da distância entre duas cargas puntiformes, obteremos como gráfico uma hipérbole, conforme indica a figura.
PRINCÍPIO DA SUPERPOSIÇÃO – DISTRIBUIÇÕES DE CARGA
Por enquanto, apenas foi discutido as forças elétricas devido à interação entre dois corpos carregados. Agora, podemos supor que uma carga de prova positiva (qo) tenha sido colocada na presença de várias outras cargas. Feito isso, qual deverá ser, então, a força eletrostática resultante sobre esta carga qo? Podemos solucionar este problema, assim como fazemos na mecânica, ou seja, fazendo a resultante vetorial das forças que atuam sobre ela.
Podemos chamar esse método como o princípio da superposição. Na figura abaixo, podemos apresentar o esquema das forças que atuam em qo, devido a todas as outras forças. Apesar de este resultado possa parecer óbvio demais, ele não pode ser derivado de algo mais fundamental. A única maneira de observá-lo é testando-o experimentalmente.
No caso de termos N partículas carregadas, temos que a força resultante sobre qo será a soma vetorial de todas F→oi, como a seguir
(Figura indisponível nesta versão da aula.)
ou que
(Figura indisponível nesta versão da aula.)
em que ri é a distância entre a carga de prova qo e uma outra carga qi. Nesse caso, podemos dizer que a força resultante sobre qo deve-se a uma distribuição de cargas discretas. Nas próximas seções, discutiremos o princípio da superposição devido a diferentes distribuições de cargas contínuas.
Conteúdo publicado originalmente no ProMilitares, que agora faz parte do EuMilitar.