O que é a lei de Coulomb?

A lei de Coulomb na física descreve a interação de duas partículas carregadas. Ele afirma que a força entre as partículas depende do tamanho das cargas individuais e do quadrado da distância entre elas. Existem duas formas de lei, conhecidas como formas escalares e vetoriais, dependendo se apenas a magnitude da força ou a magnitude e a direção da força são necessárias.

A lei de Coulomb é uma das equações mais famosas da eletrostática, que é o estudo de como partículas eletricamente carregadas interagem umas com as outras. Foi originalmente descoberto por Charles Augustin de Coulomb, um cientista francês, em 1783. Sem essa descoberta, o entendimento científico dos campos elétrico e magnético teria sido muito mais difícil.

A forma básica da lei de Coulomb, em palavras, afirma que a força entre duas partículas com carga elétrica é proporcional à multiplicação das duas cargas dividida pelo quadrado da distância. Isso significa que partículas com uma carga maior exercem uma força maior uma sobre a outra do que aquelas com uma carga mais fraca. É importante observar que, para encontrar o valor absoluto da força entre as partículas, é necessária uma constante conhecida como "constante de Coulomb".

Na lei de Coulomb, a força é inversamente proporcional à distância ao quadrado, e não apenas à distância em si. Se uma quantidade é inversamente proporcional a outra, significa que o tamanho de uma diminui à medida que a outra aumenta. Isso significa que, se a distância entre duas partículas dobrar, a força entre elas será quatro vezes menor, em vez de apenas duas vezes. A razão é que o campo elétrico de uma partícula se espalha em forma de esfera, o que significa que quanto mais longe a partícula, mais diluída é a força.

Outro fator importante a considerar na lei de Coulomb é que, se for usado em sua forma vetorial, o que significa que o tamanho da força e da direção estão incluídos, ele pode ser usado com partículas positivas e negativas. O resultado é que duas cargas do mesmo tipo se repelem, enquanto as do tipo oposto se atraem. Os físicos geralmente usam a forma vetorial da lei de Coulomb nos cálculos, porque fornece mais informações sobre a força em cada partícula.

Um aspecto útil da lei de Coulomb é que ela pode ser facilmente aplicada a mais de duas partículas. Isso é conhecido como lei da superposição, que afirma que a força total em qualquer partícula é a soma das forças individuais. Adicionar forças dessa maneira requer a forma vetorial da lei de Coulomb.