Lei de Coulomb

Charles A. Coulomb (1738 - 1806)

Partículas eletrizadas podem se interagir através da atração, quando as cargas elétricas delas possuem sinais opostos, e por repulsão, quando a carga elétrica for de sinais iguais. A lei que rege essa interação é a Lei de Coulomb.
A lei de Coulomb é o cálculo das forças de interação de duas partículas, sendo que essas forças de interação são iguais. Para calcular a intensidade dessa força precisamos das cargas elétricas das partículas e da distância entre elas.
Podemos atribuir o seguinte: Q e q  para os valores das cargas de todas as partículas, e d para a distância que uma partícula se encontra da outra. Assim, segundo a lei de Coulomb a intensidade da força de interação das partículas é calculada por:

F = K | Q . q |
             d ²

K é uma constante de proporcionalidade, se o meio que se encontram as partículas for o vácuo, K é chamada de constante eletrostática e seu valor é:
K = 9 . 10⁹ unidades do SI
Veja como aplicar essa fórmula:
Determine o módulo da força de intensidade entre duas partículas eletrizadas com
+ 4,0 µC e -3,0 µC. Estando elas no vácuo à distância de 6,0 cm uma da outra.
Como as cargas têm sinais opostos elas se atraem. A distância tem que estar em metros então:
6,0 cm = 6,0 . 10^-2 m
Aplicando a Lei de Coulomb F = K | Q . q | temos:
                                                         d ²
F = 9 . 10⁹ . 4,0 . 10^-6 . 3,0 . 10^-6
(6,0 . 10^-2)²
F = 108 . 10^-3
36 . 10^-4
F = 3 . 10
F = 30 N
Vamos ressaltar os submúltiplos do Coulomb
mc = 10^-3 C -----milicoulomb
µC = 10^-6 C ------- microcoulomb
nC = 10^-9 C ------- nanocoulomb  
pC = 10^-12 C ------ picocoulomb
Quando o meio em que se encontram as cargas não for o vácuo, o valor de K depende da permissividade absoluta.

Por Danielle de Miranda
Equipe Brasil Escola

Eletromagnetismo

Campo magnético em um fio condutor 

O Eletromagnetismo é o nome que se dá ao conjunto de teorias que Maxwell, apoiado em outras descobertas, desenvolveu e unificou para explicar a relação existente entre a eletricidade e o magnetismo.

Para produzir energia elétrica é necessário o consumo de uma forma de energia qualquer. Na época de Faraday, somente a energia química, obtida das pilhas e baterias, era transformada em energia elétrica. No entanto, a geração de energia elétrica para alimentar as grandes indústrias, por exemplo, através desse método não era adequado. No ano de 1831, Faraday descobriu o fenômeno da indução eletromagnética, o qual revolucionou o estudo do eletromagnetismo. Graças a essa descoberta, foi possível construir aparelhos que funcionam através da indução eletromagnética e que transformam energia mecânica em energia elétrica, como o dínamo, por exemplo.

O estudo da eletrodinâmica é focalizado nas cargas elétricas e os efeitos que ela produz nos condutores como, por exemplo, o aquecimento do filamento de uma lâmpada quando percorrida por uma corrente de intensidade i. No estudo do eletromagnetismo é possível ver que a corrente elétrica, além de produzir efeitos no próprio fio, afeta também o espaço ao redor dele, ou seja, a corrente elétrica faz surgir um campo magnético ao redor do fio condutor de eletricidade.

O assunto do eletromagnetismo é muito vasto, e seu estudo possibilita o entendimento de uma variedade de instrumentos e coisas que fazem parte do nosso cotidiano como, por exemplo, o funcionamento da campainha elétrica, os motores elétricos, o funcionamento dos galvanômetros analógicos, o funcionamento das usinas hidroelétricas, os transformadores de tensão, os cartões magnéticos, os aceleradores de partículas, entre muitos outros. Na área da medicina moderna, o eletromagnetismo está aplicado nos diagnósticos por imagem, os quais são feitos através da ressonância nuclear.

Por Marco Aurélio da Silva 

Equipe Brasil Escola

Einstein e a Bomba Atômica

Bomba Atômica lançada sobre a cidade de Hiroshima em 06/08/1945

No ano de 1939, mais precisamente em dois de agosto, Albert Einstein escreveu uma carta ao então presidente dos Estados Unidos, Frankin Delano Roosevelt, acerca da possibilidade da criação de uma bomba configurada a partir de uma cadeia de reações em uma grande massa de urânio (bomba atômica).

Dizia Einstein em sua carta que “nos últimos quatro meses tornou-se provável – através do trabalho de Joliot, na França, bem como de Fermi e Szilard, nos EUA – que seja possível desencadear, numa grande massa de urânio, uma reação nuclear em cadeia, que geraria vastas quantidades de energia e grandes porções de novos elementos com propriedades semelhantes às do elemento rádio”. Dizia ainda que essa reação permitiria a construção de bombas ao passo que “um único exemplar desse tipo, levada por um navio ou detonada em um porto, poderia muito bem destruir todo porto junto com uma grande área ao seu redor”.
Einstein pedira a Roosevelt que o programa nuclear se iniciasse o mais rápido possível. O presidente, por sua vez, reuniu cientistas, engenheiros, militares e funcionários do governo para juntos criarem o Projeto Manhattan, cujo objetivo final era produzir a bomba atômica.

Esse projeto custou aos cofres públicos mais de 2 bilhões de dólares, para a construção de 37 laboratórios especiais para pesquisas em 19 estados, bem como no Canadá. É curioso ressaltar que, apesar do montante de recursos e da quantidade de pessoas envolvidas no projeto, o segredo foi tão bem mantido que praticamente ninguém fora de um pequeno círculo seleto sabia o que se passava.

Anos mais tarde, Einstein lamentou o papel que teve no desenvolvimento dessa arma destrutiva: “Eu cometi o maior erro da minha vida, quando assinei a carta ao Presidente Roosevelt recomendando que fossem construídas bombas atômicas”.
No dia 6 de agosto de 1945, o avião norte-americano Enola Gay lançou a primeira bomba atômica já usada em uma guerra sobre a cidade de Hiroshima, no Japão, matando cerca de 140 mil pessoas. Três dias depois foi a vez Nagasaki ser atingida por outra bomba. Este último artefato foi lançado cerca 1,5 km longe do alvo, que era o centro da cidade e, mesmo assim, matou 75 mil pessoas.

Hoje, apesar da existência do Tratado de Não proliferação Nuclear, assinado em 1961, vários países ainda têm interesse na construção de armas nucleares para se fortalecerem política e militarmente.

Após a construção da bomba atômica, surgiu a bomba H (hidrogênio), com poder de destruição dez vezes maior que a primeira bomba atômica, e hoje, pelo menos na ficção, estão tentando criar a bomba de antimatéria, infinitamente mais destrutiva do que a bomba de Hidrogênio.

Em 2009, a bomba atômica voltou a ser notícia no mundo inteiro, após o Presidente do Irã, Mahmoud Ahmadinejad, anunciar, no dia 23 de junho, novos testes com mísseis capazes de atingir Israel e as bases americanas no Golfo Pérsico. Recentemente, o presidente iraniano declarou ao mundo que retomará as pesquisas nucleares no país.

Por Kléber Cavalcante
Graduado em Física
Equipe Brasil Escola