Constante de Coulomb

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Constante de Coulomb, também chamada de constante eletrostática, ou constante de força elétrica,[1] é a constante de proporcionalidade k que aparece na equação da força eletrostática da lei de Coulomb, bem como em outras fórmulas relacionadas à eletricidade. Foi nomeada em homenagem ao físico francês Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), que introduziu a lei de Coulomb.

Valor da constante[editar | editar código-fonte]

A constante de Coulomb é a constante de proporcionalidade na lei de Coulomb,

.

Nessa expressão é um vetor unitário na direção .[2] No Sistema Internacional de Unidades (SI):

O valor exato da constante deriva do valor de três constantes fundamentais no vácuo: a velocidade da luz, a permeabilidade magnética e a permissividade elétrica, ligadas pelas equações de Maxwell da seguinte forma:

No SI essas constantes são:[3]

  • é a velocidade da luz no vácuo = 299 792 458 m s−1
  • é a permissividade elétrica do vácuo = 8,854187817 × 10−12 C2m−2N−1
  • é a permeabilidade magnética do vácuo = 4π × 10−7 H m-

Antes da redefinição das unidades do SI, a constante de Coulomb no vácuo era considerada como tendo um valor exato:

Desde a redefinição,[4][5] a constante de Coulomb não é mais exatamente definida e está sujeita ao erro de medição. Conforme calculado a partir dos valores recomendados do CODATA 2018, a constante de Coulomb é[6]

Em unidades gaussianas:

Em unidades de Lorentz–Heaviside (ou racionalizada):

Uso[editar | editar código-fonte]

A constante de Coulomb é usada em muitas equações elétricas, embora às vezes seja expressa como o seguinte produto da constante permissividade do vácuo:

A constante de Coulomb aparece em muitas expressões, incluindo as seguintes:

Lei de Coulomb:

Energia potencial elétrica:

Campo elétrico:


Referências

  1. Walker, Halliday & Resnick 2014, p. 614
  2. Tomilin, K. (1999). «Fine-structure constant and dimension analysis». European Journal of Physics. 20 (5): L39–L40. Bibcode:1999EJPh...20L..39T. doi:10.1088/0143-0807/20/5/404 
  3. CODATA 2010 recommended values of the fundamental physical constants. P. J. Mohr, B. N. Taylor, and D. B. Newell, Rev. Mod. Phys. 84(4), 1527-1605 (2012)
  4. BIPM statement: Information for users about the proposed revision of the SI (PDF) 
  5. «Decision CIPM/105-13 (October 2016)»  The day is the 144th anniversary of the Metre Convention.
  6. Derivada de ke = 1 / (4π ε0) – «2018 CODATA Value: vacuum electric permittivity». The NIST Reference on Constants, Units, and Uncertainty. NIST. 20 Maio 2019. Consultado em 20 maio 2019