Eletrostática
A física das cargas paradas — por que o cabelo arrepia, por que levamos choque na maçaneta e como duas cargas se atraem ou se repelem.
Carga elétrica
Positiva, negativa e a regra dos sinais
Toda matéria é feita de cargas: prótons (positivos) e elétrons (negativos). Normalmente um corpo tem a mesma quantidade dos dois e fica neutro. Quando ganha ou perde elétrons, fica eletrizado.
A regra fundamental: cargas de sinais iguais se repelem e de sinais opostos se atraem. É essa força que faz o cabelo recém-penteado arrepiar (todos os fios ficam com a mesma carga e se repelem).
Ao esfregar dois materiais (atrito), elétrons passam de um para o outro — um fica positivo, o outro negativo. É por isso que você se eletriza ao arrastar os pés no carpete e leva um choquinho ao tocar a maçaneta: o excesso de carga escapa de uma vez.
A Lei de Coulomb
A força entre duas cargas
A Lei de Coulomb diz quão forte duas cargas se atraem ou se repelem. A força é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.
A constante k ≈ 9 × 10⁹ N·m²/C². Repare na semelhança com a gravidade: as duas caem com o quadrado da distância. A grande diferença é que a carga tem dois sinais (atrai e repele), enquanto a gravidade só atrai.
O quadrado na distância é o que mais importa: aproximar as cargas para metade da distância quadruplica a força; para um terço, multiplica por nove.
O que aumenta a força
Simulador: força entre cargas
Mude as cargas e a distância e veja a força de Coulomb
Força (k·q1·q2 / d²)
33,8 N
Tipo
Atração
Cargas de sinais iguais se repelem; de sinais opostos se atraem. A força cresce com o produto das cargas e cai com o quadrado da distância: aproximar pela metade quadruplica a força.
O que observar
Cargas positivas (vermelho) e negativas (azul). As setas verdes mostram a força em cada uma.
Sinais iguais: as setas apontam para fora (repulsão). Sinais opostos: apontam para dentro (atração).
Diminua a distância e veja a força disparar — é o efeito do d² no denominador.
Exemplos resolvidos
Lei de Coulomb passo a passo (k = 9×10⁹)
Força entre duas cargas
Duas cargas de 2 µC e 3 µC estão a 3 m. Qual a força? (µC = 10⁻⁶ C)
F = k·q1·q2 ÷ d²
F = 9e9 · (2e−6)·(3e−6) ÷ 3²
F = 9e9 · 6e−12 ÷ 9 = 54e−3 ÷ 9
Efeito da distância
Se aproximarmos essas cargas de 3 m para 1 m, a força fica quantas vezes maior?
F ∝ 1/d² → passar de 3 para 1 divide d por 3
força multiplica por 3² = 9
Atrai ou repele?
Uma carga +4 µC e outra −5 µC. A força é de atração ou repulsão?
produto q1·q2 = (+4)·(−5) = −20 (negativo)
Dobrar uma carga
Se dobrarmos apenas uma das cargas, o que acontece com a força?
F ∝ q1·q2 → dobrar q1 dobra o produto
Erros que todo mundo comete
Cuidados na eletrostática
⚠️ Força cai com d (não d²)
A distância entra ao quadrado. Dobrar a distância divide a força por 4, não por 2.
⚠️ Esquecer o µ (micro)
1 µC = 10⁻⁶ C. Usar o valor sem converter dá uma força milhões de vezes errada.
⚠️ Iguais se atraem
Ao contrário: sinais iguais se repelem. Só sinais opostos se atraem.
Próximo tópico
Potência e consumo
As três fórmulas da potência, o efeito Joule e a conta de luz — com calculadora por aparelho.