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Engenharia elétrica
Curso: Engenharia elétrica > Unidade 5
Lição 1: Força elétrica e campo elétricoLei do inverso do quadrado
A fábula da arma de manteiga. Explicação intuitiva da lei do inverso do quadrado. Escrito por Willy McAllister.
Na Lei de Coulomb, a distância entre as cargas aparece na equação como . Isso faz da Lei de Coulomb um exemplo de uma lei do inverso do quadrado. Outra lei do inverso do quadrado bem conhecida é a Lei da Gravitação de Newton. É intuitivo que a força elétrica diminua conforme a distância entre dois corpos carregados aumenta. Mas por que essa queda da força está precisamente relacionada com o quadrado da distância? O é uma coincidência? Um truque da natureza?
Uma lei do inverso do quadrado é característica de qualquer coisa que se espalha em linhas retas, sem se perder. Tanto a gravidade quanto a força elétrica têm essa propriedade. Nós ilustramos esta ideia com uma fábula.
A fábula da pistola de manteiga
Suponha que um restaurante tenha o problema de passar manteiga em torradas. Eles querem ser muito modernos e querem passar a manteiga na torrada com uma máquina. O dono do restaurante inventa uma Pistola de Manteiga, com manteiga derretida no cabo, a qual pode ser esguichada em linhas retas.
Aqui está um pedaço de torrada, e as linhas de manteiga saem da arma e a atingem por inteiro.
Agora, ao invés de uma torrada, as linhas de manteiga podem continuar e você pode posicionar a torrada mais para trás, com o dobro da distância. Dois pedaços de torrada de largura e dois de altura.
Juntos, são quatro pedaços de torrada para interceptar a manteiga. A manteiga será um quarto menos espessa. Esta é a lei do inverso do quadrado (de amanteigamento).
Estendendo a ideia: no triplo da distância, você pode organizar torradas por torradas para caber dentro das linhas de pulverização, para um total de torradas, e você vai obter da espessura de manteiga, para um tratamento "econômico".
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