Balança De Torção De Coulomb

Reza January 18, 2022
Charles Coulomb biografia, principais trabalhos, legado Brasil Escola

A balança de torção de Coulomb é um instrumento científico que tem como objetivo medir a carga elétrica de um objeto. Foi desenvolvida pelo físico francês Charles-Augustin de Coulomb em 1777 e é considerada uma das primeiras ferramentas de precisão para medir forças elétricas. É uma balança de precisão que se baseia na lei de Coulomb, que afirma que a força entre duas cargas elétricas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas.

Funcionamento

A balança de torção de Coulomb consiste em uma haste de metal suspensa por um fio fino, que é preso em sua extremidade inferior a uma placa de metal. Na extremidade superior da haste há uma esfera metálica, que é carregada eletricamente. Quando outra esfera carregada eletricamente é colocada próxima à primeira, ocorre uma força de atração ou repulsão entre elas, que é proporcional ao produto das cargas elétricas. Essa força faz com que a haste gire em torno de seu eixo, torcendo o fio que a suspende.

Para medir a força elétrica, é preciso contrabalançar a força de torção do fio. Isso é feito adicionando uma massa na extremidade inferior da haste, que exerce uma força gravitacional oposta à força elétrica, mantendo a haste em equilíbrio. A massa necessária para manter a haste em equilíbrio é diretamente proporcional à força elétrica entre as duas esferas carregadas.

Aplicações

A balança de torção de Coulomb é um instrumento importante em diversas áreas da física, como na eletrostática, na medição de cargas elétricas, na determinação da constante dielétrica de materiais e na medida de interações frágeis entre partículas subatômicas. Algumas aplicações específicas incluem:

  • Medição da carga elétrica de elétrons, prótons e outras partículas subatômicas;
  • Determinação da constante dielétrica de materiais isolantes;
  • Estudo da eletricidade estática em materiais;
  • Estudo das interações elétricas entre moléculas;
  • Determinação da constante de Coulomb, que é usada para calcular a força entre duas cargas elétricas;
  • Estudo da interação entre partículas subatômicas, como elétrons, prótons e nêutrons.

Vantagens e Desvantagens

A balança de torção de Coulomb apresenta algumas vantagens e desvantagens em relação a outros métodos de medição de cargas elétricas:

Vantagens:

  • É um instrumento de alta precisão;
  • Pode medir cargas elétricas muito pequenas, como a carga de um único elétron;
  • É um método direto de medição de cargas elétricas, ou seja, não depende de outros parâmetros como a corrente elétrica ou a tensão;
  • É um método não invasivo, ou seja, não afeta as propriedades elétricas do objeto medido.

Desvantagens:

  • É um instrumento caro e complexo;
  • Requer uma sala de medição livre de interferências elétricas e magnéticas;
  • Requer uma equipe especializada para operação e manutenção;
  • É um método lento de medição, que pode levar horas ou dias para obter resultados precisos.

Conclusão

A balança de torção de Coulomb é um instrumento científico importante para medir cargas elétricas e estudar as interações elétricas entre objetos. É um método direto e preciso de medição, que pode ser aplicado em diversas áreas da física e da engenharia. Embora apresente algumas desvantagens em relação a outros métodos de medição, sua alta precisão e capacidade de medir cargas elétricas muito pequenas tornam-no um instrumento valioso na pesquisa científica.

For more information, please click the button below.

FAQs

1. Como a balança de torção de Coulomb é calibrada?

A balança de torção de Coulomb é calibrada usando uma esfera carregada eletricamente de carga conhecida. A esfera é colocada próxima à esfera na balança e a massa necessária para equilibrar a força elétrica é medida. A carga elétrica da esfera na balança é então calculada usando a constante de Coulomb, que é conhecida.

2. Qual é a precisão da balança de torção de Coulomb?

A precisão da balança de torção de Coulomb depende da qualidade dos seus componentes e da habilidade do operador em minimizar as interferências elétricas e magnéticas. Em geral, a balança pode medir cargas elétricas com precisão de até 0,1%.

3. Como a balança de torção de Coulomb é diferente de outros métodos de medição de cargas elétricas?

A balança de torção de Coulomb é um método direto de medição de cargas elétricas, que não depende de outros parâmetros como a corrente elétrica ou a tensão. Isso a diferencia de outros métodos, como a balança de força elétrica, que mede a força elétrica entre dois objetos em vez da carga elétrica em si.

Related video of balança de torção de coulomb

Reza Herlambang

Eu sou um escritor profissional na área de educação há mais de 5 anos, escrevendo artigos sobre educação e ensino para crianças na escola.

Leave a Comment

Artikel Terkait