No artigo sobre carga elétrica dan tipos de carga elétrica Explica-se que cargas elétricas iguais se repelem, enquanto cargas elétricas opostas se atraem. Em outras palavras, objetos com carga positiva atraem objetos com carga negativa, objetos com carga positiva repelem objetos com carga positiva e objetos com carga negativa repelem objetos com carga negativa. Esse fenômeno demonstra a existência de uma força elétrica atuando sobre objetos com carga positiva e objetos com carga negativa. Quais fatores influenciam a magnitude da força elétrica entre objetos eletricamente carregados?
O físico francês Charles Coulomb (1736–1806) conduziu uma série de experimentos na década de 1780 para investigar os fatores que influenciam a magnitude da força elétrica entre objetos eletricamente carregados. O aparelho utilizado por Coulomb era semelhante ao que Cavendish usou para investigar a constante gravitacional, chamado balança de torção. Coulomb investigou a força elétrica, portanto, utilizou duas esferas metálicas eletricamente carregadas, enquanto Cavendish investigou a força gravitacional, portanto, utilizou duas esferas de massa não eletricamente carregadas.
Como funciona uma escala de torque
O funcionamento de uma escala de torque está relacionado ao assunto em questão. torque ou momento de força no capítulo dinâmica rotacional.
O espaço na balança de torção é preenchido com vácuo para evitar que a carga elétrica da esfera sólida se transfira para o ar. A determinação da quantidade de carga elétrica na esfera sólida é feita utilizando o seguinte método. Inicialmente, a esfera sólida A é eletricamente carregada por condução ou fricção. A esfera sólida A, já carregada, é conectada à esfera sólida B, que permanece neutra, por meio de um condutor elétrico, até que a carga elétrica da esfera sólida A se divida igualmente com a da esfera sólida B. Se a quantidade de carga elétrica da esfera sólida A for ½, então a quantidade de carga elétrica da esfera sólida B também será ½. Em seguida, as esferas sólidas B e C são conectadas por um condutor elétrico até que a carga elétrica da esfera sólida B se divida igualmente com a da esfera sólida C. Se a quantidade de carga elétrica da esfera sólida B for ¼, então a quantidade de carga elétrica da esfera sólida C também será ¼. Dessa forma, obtêm-se a quantidade e o tipo de carga elétrica das esferas sólidas 1 e 2.
As esferas sólidas 1 e 2 estão eletricamente carregadas, de modo que se repelem caso possuam a mesma carga elétrica, ou se atraem caso possuam cargas elétricas diferentes. A existência de uma força atrativa ou repulsiva entre as duas esferas eletricamente carregadas faz com que a esfera sólida 2 gire. O ângulo de rotação da esfera sólida 2 é medido para determinar a força elétrica que atua sobre as duas esferas sólidas.
Fatores que influenciam a força elétrica
Com base em experimentos realizados utilizando uma balança de torção, Coulomb descobriu várias coisas.
– Neste experimento, a distância entre as duas esferas sólidas é sempre a mesma. Quando a carga elétrica na esfera sólida 1 é 1 e a carga elétrica na esfera sólida 2 é 1, a força elétrica que atua sobre ambas as esferas sólidas é 1. Quando a carga elétrica na esfera sólida 1 é 2 e a carga elétrica na esfera sólida 2 é 2, a força elétrica que atua sobre ambas as esferas sólidas é 4. Coulomb concluiu que a magnitude da força elétrica que atua sobre ambas as esferas sólidas é proporcional ao produto das cargas em ambas as esferas sólidas (F ≈ q).1 q2).
– Neste experimento, a quantidade de carga em ambas as bolas sólidas é sempre a mesma. Se a distância entre as duas bolas sólidas for 1, a força elétrica que atua sobre ambas as bolas sólidas será 1. Se a distância entre as duas bolas sólidas for 2, a força elétrica que atua sobre ambas as bolas sólidas será ¼. Coulomb concluiu que a magnitude da força elétrica que atua sobre ambas as bolas sólidas é inversamente proporcional ao quadrado da distância (F ≈ 1 / r²).2)
Lei de Coulomb
A lei de Coulomb é uma lei da física que explica a relação entre a força elétrica, a carga elétrica e a distância entre as cargas. Essa lei foi formulada com base nos experimentos de Coulomb, conforme explicado no artigo anterior.
Lei de Coulomb Afirma que a magnitude da força exercida por uma partícula eletricamente carregada sobre outra partícula eletricamente carregada é diretamente proporcional ao produto da soma das cargas das duas partículas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Essa força atua ao longo de uma linha reta que conecta as duas partículas. A força elétrica é repulsiva se as cargas elétricas das duas partículas forem iguais e atrativa se as cargas elétricas das duas partículas forem diferentes.
A lei de Coulomb pode ser expressa pela seguinte equação matemática:
Descrição da fórmula:
F12 = força elétrica entre a partícula 1 e a partícula 2
q1 = número de cargas de partículas 1
q2 = o número de cargas elétricas da partícula 2
r12 = distância entre a partícula 1 e a partícula 2
(lê-se: épsilon zero) = 8,854 x 10-12 C2/Nm2
k = (Constante de Coulomb) = 9 x 109 nm2/C2
F21 é a força exercida pela carga q2 na carga q1, enquanto F12 é a força exercida pela carga q1 na carga q2. F21 e F12 repelem-se quando a carga é q1 e q2 Semelhantes e se atraem quando a carga é q1 e q2 não são do mesmo tipo.
F21 e F12 Possuem o mesmo valor, direção oposta e atuam em objetos diferentes; portanto, essas duas forças formam um par de forças de ação e reação.
