Força elétrica e lei de Coulomb
Um corpo eletrizado de dimensões desprezíveis é denominado carga elétrica pontual ou carga elétrica puntiforme.
As características da interação elétrica entre duas cargas elétricas puntiformes foram estabelecidas pelo físico francês Charles Augustin de Coulomb.
Utilizando uma balança de torção, dispositivo por ele criado, Coulomb determinou, em 1785, a relação entre a intensidade da força de interação elétrica entre duas cargas pontuais, as quantidades de cargas e a distância entre elas.
A lei de Coulomb apresenta grande semelhança com a lei da gravitação universal de Isaac Newton, que relaciona a força gravitacional entre duas massas e a distância entre elas.
Consideremos as cargas puntiformes \(Q 1\) e \(Q 2\) separadas por uma distância \(d\).
De acordo com a lei de Coulomb:
A intensidade da força com que duas cargas elétricas pontuais interagem é diretamente proporcional ao produto das quantidades de carga, em módulo, e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.
Matematicamente, temos:
$$ F_{\mathrm{el}}=k \cdot \frac{\left|Q_1\right| \cdot\left|Q_2\right|}{d^2} $$
Nessa expressão, \(k\) é uma constante característica do meio que envolve as cargas chamada constante eletrostática do meio.
No SI, F é medida em newton \((\mathrm{N})\) e \(\left|Q_1\right|\) e \(\left|Q_2\right|\), são medidas em coulomb \((\mathrm{C}), d\) é medida em metro \((\mathrm{m})\) e \(k\) é medida em \(\mathrm{N} \cdot \mathrm{m}^2 / \mathrm{C}^2\).
No vácuo:
$$ k_0 \simeq 8,988 \cdot 10^9 \frac{\mathrm{N} \cdot \mathrm{m}^2}{\mathrm{C}^2} \Rightarrow k=k_0=9 \cdot 10^9 \frac{\mathrm{N} \cdot \mathrm{m}^2}{\mathrm{C}^2} $$
Referências:
Ferraro, Nicolau Gilberto Física, volume único / Nicolau Gilberto Ferraro, Carlos Magno A. Torres, Paulo Cesar M. Penteado. 1. ed. – São Paulo: Moderna, 2012. – (Vereda digital)
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