1.1.4 Ley de Coulomb

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La Ley de Coulomb, que establece cómo es la fuerza entre dos cargas eléctricas  puntuales, constituye el punto de partida de la Electrostática  como ciencia cuantitativa.

Fue descubierta  por Priestley en 1766, y redescubierta por Cavendish pocos años después,  pero fue Coulomb en 1785 quien la sometió a ensayos  experimentales directos.

Entendemos por carga puntual una carga eléctrica localizada en un punto  geométrico del espacio. Evidentemente, una carga puntual no existe, es una  idealización, pero constituye una buena aproximación cuando estamos estudiando  la interacción entre cuerpos cargados eléctricamente cuyas dimensiones son muy  pequeñas en comparación con la distancia que         existen entre ellos.

La Ley de Coulomb dice que "la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al producto  de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa,  y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las  cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario".

Es importante hacer notar  en relación a la ley de Coulomb los siguientes  puntos:

 

a) cuando hablamos de la  fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se  encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática);

Nótese que la fuerza eléctrica es  una cantidad vectorial, posee magnitud, dirección  y sentido.

 

b) las fuerzas electrostáticas  cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción); es decir, las  fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son iguales en módulo  y dirección, pero de sentido contrario:

 

Fq1 → q2 = −Fq2 → q1 ;

x
Representación  gráfica de la Ley  de Coulomb para dos cargas del mismo signo.

 

En términos matemáticos, esta ley se refiere a la magnitud F de la fuerza  que cada una de las dos cargas puntuales q1y q2 ejerce sobre la otra separadas  por una distancia r y se expresa en forma de ecuación como:

Ley_Coulomb001

k es una constante conocida como constante Coulomb y las barras denotan valor  absoluto.

F es el  vector Fuerza que sufren las cargas eléctricas. Puede ser de atracción o de  repulsión, dependiendo del signo que aparezca (en función de que las cargas  sean positivas o negativas).

- Si las cargas son  de signo opuesto (+ y –), la fuerza "F" será negativa, lo que indica atracción

- Si las cargas son del mismo signo (– y –   ó   + y +), la fuerza "F"  será positiva, lo que indica repulsión.

x


En el gráfico vemos   que, independiente del signo que ellas posean,  las fuerzas se ejercen siempre en la misma  dirección (paralela a la línea que representa r), tienen siempre igual módulo o  valor (q1 x q2 = q2 x q1) y siempre se ejercen en sentido contrario entre  ellas.

Recordemos que la  unidad por carga eléctrica en el Sistema Internacional (SI) es el Coulomb.

 

c) hasta donde sabemos la ley  de Coulomb es válida desde distancias de muchos  kilómetros hasta distancias tan pequeñas como las existentes entre protones y  electrones en un átomo.

Ley de Coulomb
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PROBLEMAS RESUELTOS SOBRE LA LEY DE COUL
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GUIA DE ESTUDIO SEGUNDO PARCIAL FISICA 3
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REPASO DE MATEMÁTICAS

El breve repaso de matemáticas que se presenta, no pretende ser riguroso. Los temas que se tratan a continuación ofrecen un repaso de las matemáticas necesarias para la resolución de problemas físicos.

REPASO DE MATEMATICAS
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