Coulomb's Law Calculator
Calculate electrostatic force between charges
F = k x |q1 x q2| / r^2
F = k x |q1 x q2| / r^2, k = 8.9875 x 10^9O que é a Lei de Coulomb?
A Lei de Coulomb descreve a força eletrostática entre duas partículas eletricamente carregadas. A força é proporcional ao produto de suas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. Cargas iguais se repelem; cargas opostas se atraem.
Nomeada pelo físico francês Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806), esta lei é fundamental em eletrostática e constitui a base para compreender a estrutura atômica, a ligação química e a teoria dos campos eletromagnéticos. É o análogo elétrico da lei da gravitação de Newton.
Como Usar a Calculadora
- Insira a primeira carga (q₁) em Coulombs (C). Use notação científica, ex: 1e-6 para 1 μC.
- Insira a segunda carga (q₂) em Coulombs.
- Insira a distância (r) entre as cargas em metros.
- Clique em Calcular para obter a força eletrostática em Newtons e sua direção (atrativa ou repulsiva).
Fórmula e Explicação
F = k × |q₁ × q₂| / r²
F = força eletrostática (N)
k = constante de Coulomb ≈ 8,988×10⁹ N·m²/C²
q₁ = primeira carga (C)
q₂ = segunda carga (C)
r = distância entre as cargas (m)A força é atrativa quando as cargas têm sinais opostos e repulsiva quando têm o mesmo sinal. A constante de Coulomb k = 1/(4πε₀), onde ε₀ é a permissividade do espaço livre.
Exemplos Resolvidos
Dois Elétrons
Dois elétrons (q = −1,602×10⁻¹⁹ C cada) estão separados 1 nm. F = 8,988×10⁹ × (1,602×10⁻¹⁹)² / (10⁻⁹)² = 2,31×10⁻¹⁰ N. Ambas têm o mesmo sinal de carga, portanto a força é repulsiva.
Próton e Elétron no Hidrogênio
No átomo de hidrogênio, próton e elétron estão a ~5,3×10⁻¹¹ m (raio de Bohr). F ≈ 8,2×10⁻⁸ N. Essa força atrativa mantém o elétron em sua órbita.
Esferas Carregadas em Laboratório
Duas esferas têm +2 μC e −3 μC, separadas 0,1 m. F = 8,988×10⁹ × |2×10⁻⁶ × (−3×10⁻⁶)| / 0,01 = 5,39 N. Cargas opostas → força atrativa de 5,39 N as aproxima.