Como jogar A conta flutuante
- Escolhe um teste e lê no cartão as cargas, a massa ou a altura pretendida.
- Usa k·q₁·q₂ ÷ r² = m·g com as cargas em C, r em m e m em kg.
- Escreve a tua previsão e carrega em Iniciar. O fio baixa a conta de cima a partir do topo do tubo.
- Vê onde o fio afrouxa e compara com a tua linha laranja ou com o alvo cinzento.
A lei de Coulomb
Duas cargas repelem-se se tiverem o mesmo sinal e atraem-se se tiverem sinais opostos. Em 1785, Charles-Augustin de Coulomb mediu a força com uma balança de torção e encontrou F = k·q₁·q₂ ÷ r², com k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C². A força cresce com cada carga e diminui com o quadrado da distância: metade da distância, quatro vezes a força. Atua sobre as duas cargas, igual e em sentidos opostos. Entre objetos pequenos, a força elétrica é imensamente mais forte do que a gravidade: algumas dezenas de nanocoulombs em duas contas a poucos centímetros uma da outra bastam para sustentar uma contra a atração de toda a Terra. É por isso que um balão esfregado consegue levantar-te o cabelo.
Um modelo de aprendizagem focado
As contas são pequenas esferas, por isso atuam como cargas pontuais, e r é a distância entre os seus centros. O vidro é um isolador perfeito e as contas não perdem carga. A ponta do fio desce de forma constante do topo do tubo (16 cm) até 0,6 cm em 2 s, tão devagar que a conta está sempre em equilíbrio: o fio puxa com m·g − F enquanto isso for positivo e afrouxa exatamente onde F = m·g. Uma conta repelida com mais força do que o seu peso logo em cima fica encostada à tampa; uma demasiado pesada para flutuar repousa sobre a de baixo. O tubo e a distância estão à escala; as contas são desenhadas maiores. As respostas dentro de 2 % estão certas.