Veja como entender a força de Coulomb entre dois pontos de cargas colocadas em diferentes meios:

Lei de Coulomb em um vácuo

A relação fundamental para a força de Coulomb entre dois pontos no vácuo é:

* f =k * (Q1 * Q2) / r²

Onde:

* f é a força (em Newtons, n)
* k é a constante de Coulomb (aproximadamente 8.98755 × 10⁹ N⋅m²/c²)
* Q1 e Q2 são as magnitudes das duas cargas (em Coulombs, c)
* r é a distância entre as cargas (em metros, m)

A influência de materiais dielétricos

Quando você cobra em diferentes materiais dielétricos (isoladores), a força entre eles muda devido a um fenômeno chamado polarização . Aqui está como funciona:

1. polarização: O campo elétrico criado pelas cargas faz com que as moléculas do material dielétrico se alinhem. Esse alinhamento cria um campo elétrico oposto dentro do material.
2. Força reduzida: O campo elétrico oposto do dielétrico polarizado cancela parcialmente o campo elétrico original das cargas. Isso resulta em uma força * reduzida * entre as cargas.

a constante dielétrica (κ)

A extensão em que um material dielétrico reduz a força entre as cargas é quantificado por sua constante dielétrica (κ) . Uma constante dielétrica mais alta significa que a força é reduzida mais significativamente.

* κ =1 Para um vácuo
* κ> 1 Para todos os outros materiais (por exemplo, a água tem κ de cerca de 80)

Modificando a lei de Coulomb para materiais dielétricos

Para explicar o material dielétrico, modificamos a lei de Coulomb:

* f =(k / κ) * (Q1 * Q2) / r²

Exemplo

Imagine que você tem duas cargas, Q1 e Q2, separadas por uma distância R no vácuo. Agora você os coloca em um material com uma constante dielétrica de κ =4. A força entre eles será reduzida para um quarto do seu valor original.

Notas importantes

* Constantes dielétricas diferentes: Se as cobranças estiverem em diferentes materiais com diferentes constantes dielétricas, você precisará considerar a constante dielétrica efetiva do meio entre as cargas.
* situações mais complexas: Para cenários mais complexos (cobranças em diferentes materiais, etc.), pode ser necessário usar técnicas mais avançadas, como resolver a distribuição de campo elétrico dentro dos materiais.

Deixe -me saber se você gostaria de um exemplo mais específico ou tiver mais perguntas!