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Comparação de Forças

FORÇA ELETROMAGNÉTICA X FORÇA GRAVITACIONAL

Um dos artigos dessa página trata das quatro interações da natureza, descrevendo sua atuação e algumas de suas propriedades.

Em nosso cotidiano, temos maior facilidade em distinguir a interação gravitacional e a eletromagnética, uma vez que as demais interações são de natureza atômica. Essas duas interações apresentam algumas características semelhantes: ambas possuem o campo de força conservativo e agem à distância. Já a diferença mais evidente entre elas é o fato de a força gravitacional se relacionar com a massa dos corpos envolvidos, enquanto a força eletromagnética se relaciona com as cargas elétricas. Uma outra diferença reside no fato de que a força gravitacional é, sempre, atrativa, enquanto que a eletromagnética pode ser atrativa ou repulsiva.

Vamos fazer uma comparação entre essas duas forças. Vejamos qual deve ser a relação entre as forças eletromagnética e gravitacional que atuam entre o próton e o elétron de um átomo de hidrogênio.

A distância média entre ambos é r=5,3 x 10-11 m. A massa do próton é mp=1,67x10-27kg, enquanto a do elétron é me=9,11x10-31kg. A constante gravitacional é G= 6,7x10-11 Nm²/kg². Com esses dados podemos calcular a força gravitacional que atua entre as duas partículas. Vamos omitir as unidades no cálculo da força. Vejamos:

forca_gravitacional

Para o cálculo da força elétrica, precisamos do módulo carga do próton, que é  igual ao  da  carga  do  elétron: |e|= 1,6x10-19 C A constante de Coulomb é  k= 9,0x109 N.m2/C2. Vejamos:

forca_eletrica

 

Calculando a razão entre as forças:

razao_entre_as_forcas

Como podemos observar, a força gravitacional, a mais fraca de todas as interações, é desprezível em relação à eletromagnética.

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