Última atualização: 30 de Oct. de 2024

Calculadora da Lei de Coulomb

Q: A lei de Coulomb é atrativa ou repulsiva?

O efeito da força de Coulomb nas cargas elétricas depende de seu sinal . Enquanto a gravidade atua apenas como uma força atrativa, as possíveis combinações de sinais das cargas tornam a força de Coulomb repulsiva ou atrativa: Se ambas as cargas tiverem o mesmo sinal , a força de Coulomb é repulsiva ; Se as cargas tiverem sinal oposto , a força de Coulomb é atrativa . Essa natureza distinta é um dos fatores que permitem a existência de átomos!

Criada por Bogna Szyk

Revisada por Steven Wooding

Steven Wooding

Physicist holding a 1st class degree and a member of the Institute of Physics. Creator of the UK vaccine queue calculator, and featured in many publications, including The Sun, Daily Mail, Express, and Independent. Tenacious in researching answers to questions and has an affection for coding. Hobbies include cycling, walking, and birdwatching. You can find him on Twitter @OmniSteve. See full profile

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Traduzida por Dr.(a) João Rafael Lucio dos Santos

João Rafael Lucio dos Santos

PhD, Federal University of Campina Grande

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Joao is a physicist, researcher, and professor in Brazil. He earned his Ph.D. in Physics at the University of Rochester, NY in 2013. He has written several papers in international journals, mainly in field theory and cosmology. Joao is also a researcher and the outreach leader for the BINGO telescope. This state-of-the-art radio telescope will be operating in the Northeast of Brazil in a few years. He believes in the importance of spreading knowledge and high-quality information among society and the public in general. He also believes that people can enjoy the learning process if it is funny and if they can see it as a path to change their life, even in daily activities. In his free time, he enjoys running, playing tennis, cooking, traveling, and having pleasant moments with his relatives and friends. See full profile

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e Luna Maldonado Fontes

Luna Maldonado Fontes

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A graduate of Liberal Arts & Sciences with a focus on non-neural cognition. For their thesis, Luna studied how non-neural organisms (like slime molds) can be used to solve logic problems. Luna is a firm advocate for the DIY science movement and a member of the DIY and DIWO science community. When Luna is not working, they are either making videos or reading about different medicinal herbs. See full profile

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Índice

Como utilizar a lei de Coulomb?Unidades das cargas elétricas Condições para a validade Interpretação dos resultados Perguntas frequentes

Essa calculadora de força elétrica permitirá que você determine a força repulsiva ou atrativa entre duas partículas com cargas estáticas. Continue lendo para aprender mais sobre a lei de Coulomb, as condições de sua validade e a interpretação física do resultado obtido a partir desta calculadora.

Como utilizar a lei de Coulomb?

A lei de Coulomb, também conhecida como lei do inverso do quadrado de Coulomb, descreve a força eletrostática que atua entre duas cargas. A força atua ao longo da menor distância entre as cargas. Ela é repulsiva se ambas as cargas tiverem o mesmo sinal e atrativa se elas tiverem sinais opostos.

A lei de Coulomb é formulada a partir da seguinte relação:

F = \frac{\mathrm{k_e} \cdot q_1\cdot q_2}{r^2}

onde:

$F$ – É a força eletrostática entre as cargas (em newtons);
$q_1$ – É a magnitude da primeira carga (em coulombs);
$q_2$ – É a magnitude da segunda carga (em coulombs);
$r$ – É a menor distância entre as cargas (em metros); e
$\mathrm{k_e}$ – É a constante de Coulomb. Ela é igual a $8,\!98755 \cdot 10^9 \ \mathrm{\frac{N\cdot m^2}{C^2}}$ . Esse valor já está incorporado na calculadora - você não precisa se lembrar dele :)

Basta inserir quaisquer três valores em nossa calculadora de força elétrica para obter o quarto como resultado.

Para calcular o potencial elétrico em um ponto devido a uma única carga pontual ou a um sistema de cargas pontuais, consulte nossa calculadora de potencial elétrico 🇺🇸. Também temos a calculadora de campo elétrico para determinar o campo total gerado por cargas pontuais.

Unidades das cargas elétricas

A unidade de carga elétrica é um Coulomb (símbolo: C). Ela é definida como a carga transportada por uma corrente constante de 1 ampere durante 1 segundo. Portanto, $\mathrm{1 \ C = 1 \ A \cdot 1 \ s}$ expresso em unidades do SI.

Se você não se lembra o que é um ampere, acesse a nossa calculadora da lei de Ohm.

Condições para a validade

Há três condições principais que devem ser obedecidas para que a calculadora de força eletrostática retorne valores válidos:

As cargas devem estar estacionárias, ou seja, elas não podem se mover uma em relação à outra.
Pressupõe-se que as cargas sejam pontuais. Essa suposição também se aplica a quaisquer cargas que sejam esféricas e simétricas. Por exemplo, uma esfera metálica carregada atende a essa condição, mas uma caixa metálica carregada não.
As cargas não podem se sobrepor, elas devem ser distintas e ter pelo menos uma distância mínima entre elas.

Interpretação dos resultados

A força obtida com a ajuda da nossa calculadora da lei de Coulomb pode ser positiva ou negativa. A força positiva implica uma interação repulsiva entre as cargas. Já a força negativa significa que a interação é atrativa.

Você notou que a unidade padrão de carga em nossa calculadora da lei de Coulomb é um nanocoulomb (nC)? Isso ocorre porque a ordem de grandeza típica de uma carga elétrica é $\mathrm{10^{-6} \ C}$ ou também $\mathrm{10^{-9} \ C}$ .

Perguntas frequentes

Como calcular a força entre duas partículas carregadas?

Para calcular a força entre duas partículas carregadas, usamos a lei de Coulomb. Siga estas etapas simples para encontrar o resultado:

Encontre as cargas q1 e q2 das partículas em coulombs e multiplique-as.
Multiplique o resultado da etapa 1 pela constante ke = 8,988E9 (N ⋅ m²)/C².
Divida o resultado pelo quadrado da distância entre as partículas.

O resultado é a força (atrativa se possuir sinal negativo, repulsiva se for positiva) que atua entre as partículas carregadas.

A lei de Coulomb é uma lei do inverso do quadrado?

A presença do quadrado da distância entre duas partículas no denominador da fórmula da lei de Coulomb faz dela uma lei do inverso do quadrado. Essa propriedade decorre da natureza pontual da carga elétrica considerada na fórmula: como o campo elétrico possui linhas radiais, este se espalha na superfície de uma esfera, cuja área é 4 · π · r². No caso da lei de Coulomb, os resultados experimentais confirmam essa propriedade, afirmando que o expoente da distância é 2 e as próximas 15 casas decimais são preenchidas com zeros!

Qual é a força entre um próton e um elétron no átomo de hidrogênio?

A força de atração entre um elétron e um próton em um átomo de hidrogênio é 1,60E-8 N. Para encontrar esse resultado, comece considerando os seguintes dados:

A carga de um elétron e de um próton é a mesma, com sinal oposto, e igual a qe = -qp = -1,602176634E-19 C.
A distância entre o elétron e o próton em um átomo de hidrogênio é de aproximadamente 0,120 nm = 120E-12 m.
A partir desses dados encontre a força usando a seguinte fórmula:
F = ke · qe · qp/r² = - 8,988E9 · (1,602176634E-19)²/(120E-12)² = 1,60E-8 N

A lei de Coulomb é atrativa ou repulsiva?

O efeito da força de Coulomb nas cargas elétricas depende de seu sinal. Enquanto a gravidade atua apenas como uma força atrativa, as possíveis combinações de sinais das cargas tornam a força de Coulomb repulsiva ou atrativa:

Se ambas as cargas tiverem o mesmo sinal, a força de Coulomb é repulsiva;
Se as cargas tiverem sinal oposto, a força de Coulomb é atrativa.

Essa natureza distinta é um dos fatores que permitem a existência de átomos!