Calculadora da lei de Coulomb

Lei de Coulomb

Duas cargas elétricas em repouso exercem força uma sobre a outra. Seu módulo é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas:

F = k × |q₁| × |q₂| / r²

k é a constante de Coulomb, k = 1 / (4 × π × ε₀) = 8,9876 × 10⁹ N·m²/C². As cargas estão em coulombs (C), a distância em metros e a força em newtons.

Atração ou repulsão?

Cargas de mesmo sinal (duas positivas ou duas negativas) se repelem. Cargas de sinais opostos se atraem. A fórmula fornece o módulo da força, e seu sentido é determinado pelos sinais. A força atua ao longo da reta que une as cargas e, pela terceira lei de Newton, tem o mesmo módulo em ambas.

Exemplo

Para cargas de 3 µC e −5 µC separadas por 20 cm, F = 8,9876 × 10⁹ × 3 × 10⁻⁶ × 5 × 10⁻⁶ / 0,2² = 3,37 N. Os sinais são opostos, portanto a força é de atração. Reduzir a distância à metade torna a força quatro vezes maior.

Atenção às unidades

Os problemas costumam informar cargas em microcoulombs (1 µC = 10⁻⁶ C) ou nanocoulombs (1 nC = 10⁻⁹ C) e distâncias em centímetros. É preciso converter para coulombs e metros antes de aplicar a fórmula. A calculadora faz isso para você. Para problemas em escala atômica, você pode escolher a carga elementar (e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C) como unidade.

Limites

A lei vale para cargas pontuais em repouso. Se o meio não for vácuo ou ar, a força é dividida pela permissividade relativa do meio. Com mais de duas cargas, é preciso somar vetorialmente as forças, enquanto esta ferramenta trata de um único par.

Perguntas frequentes

Como calcular a força elétrica entre duas cargas?

Por exemplo, a lei de Coulomb fornece uma força repulsiva de 0,7989 N entre cargas de 2 µC e 4 µC separadas por 30 cm em um meio com permissividade relativa 1. Isso vale para cargas pontuais estacionárias, e as forças de outras cargas precisam ser somadas vetorialmente.

Calcular com estes valores