Calculadora da Lei de Coulomb

Lei de Coulomb: F = k·q₁·q₂/r²

A lei de Coulomb descreve a força eletrostática entre duas cargas pontuais: F = k·q₁·q₂/r², com k = 8,99·10⁹ N·m²/C² no vácuo. A forma é matematicamente idêntica à gravitação universal de Newton (1/r²), mas a força elétrica é cerca de 10³⁹ vezes mais forte que a gravidade entre dois prótons. Cargas de mesmo sinal se repelem; cargas de sinais opostos se atraem. Para várias cargas, usa-se o princípio da superposição: a força resultante é a soma vetorial das forças par a par. O campo elétrico à distância r de uma carga Q é E = F/q = k·Q/r² (N/C), e o potencial elétrico é V = k·Q/r (volts). Exemplo: dois prótons (q = 1,6·10⁻¹⁹ C) separados por 1 nm sofrem F ≈ 2,3·10⁻¹⁰ N — minúsculo em valor absoluto, mas enorme na escala atômica.

Aplicações

Química (ligações iônicas no NaCl, eletronegatividade), eletrostática do dia a dia (choque ao tirar agasalho, filme plástico que gruda), capacitores que armazenam carga entre placas, semicondutores (transistores, diodos — física de bandas em junções p-n) e a histórica balança de torção de Coulomb (1785), primeiro instrumento a medir a lei diretamente.

Perguntas frequentes

Por que a força fica negativa quando as cargas têm sinais opostos? Na fórmula escalar, o sinal do produto q₁·q₂ codifica o sentido: positivo significa repulsão, negativo significa atração. Na forma vetorial o sinal vem do vetor unitário que liga as cargas.

A lei funciona em qualquer meio? Não — k depende do meio. Na água, a constante dielétrica divide k por cerca de 80, motivo pelo qual sais iônicos se dissolvem bem em água, mas não em óleo.

Como Coulomb se compara à gravidade? Mesma forma 1/r², só que elétrica: 10³⁹ vezes mais forte entre dois prótons e podendo ser atrativa ou repulsiva. A gravidade é sempre atrativa — por isso domina em escala astronômica (planetas são eletricamente neutros, em média).