Física 3 - Eletromagnetismo - Halliday - 10ª Edição

A constante ε 0 , conhecida como constante elétrica, às vezes aparece separadamente nas equações e tem
o valor
Uso em Problemas. Na Eq. 21-4, que nos dá o módulo da força eletrostática, as cargas aparecem
em valor absoluto. Assim, para resolver os problemas deste capítulo, a Eq. 21-4 serve apenas para
calcular o módulo da força a que está sujeita uma partícula; o sentido da força deve ser obtido
separadamente, levando em conta o sinal da carga das duas partículas.
Várias Forças. Como todas as forças discutidas neste livro, a força eletrostática obedece ao
princípio da superposição. Suponha que existam n partículas carregadas nas vizinhanças de uma partícula
que vamos chamar de partícula 1. Nesse caso, a força total a que a partícula 1 está submetida é dada pela
soma vetorial
em que, por exemplo, 14 é a força a que partícula 1 está submetida devido à presença da partícula 4.
Como a Eq. 21-7 pode ser usada para resolver muitos problemas que envolvem a força eletrostática,
vamos descrevê-la em palavras. Se você deseja saber que é a força resultante que age sobre uma
partícula carregada que está cercada por outras partículas carregadas, o primeiro passo é definir
claramente qual é a partícula a ser investigada; o segundo é calcular as forças que as outras partículas
exercem sobre a partícula escolhida. Desenhe os vetores que representam essas forças em um diagrama
de corpo livre da partícula escolhida, com as origens de todos os vetores na partícula. (Isso pode parecer
irrelevante, mas concentrar as origens dos vetores em um único ponto ajuda a evitar vários tipos de
erros.) Finalmente, some as forças usando uma soma vetorial, como foi discutido no Capítulo 3. (Não
estaria certo somar simplesmente os módulos das forças.) O resultado dessa soma vetorial é a força
resultante que age sobre a partícula escolhida.
Embora a natureza vetorial das forças eletrostáticas torne os problemas mais difíceis de resolver do
que se estivéssemos com grandezas escalares, agradeça à natureza pelo fato de que a Eq. 21-7 funciona
na prática. Se o efeito combinado de duas forças eletrostáticas não fosse simplesmente a soma vetorial
das duas forças, mas, por alguma razão, a presença de uma afetasse a intensidade da outra, nosso mundo
seria muito difícil de compreender e de analisar.
Teoremas das Cascas. Analogamente aos teoremas das cascas da força gravitacional, temos dois
teoremas das cascas para a força eletrostática:
Primeiro teorema das cascas: Uma partícula carregada situada do lado de fora de uma casca esférica com uma distribuição uniforme de
carga é atraída ou repelida como se toda a carga estivesse situada no centro da casca.