Ley de Coulomb

Ley de Coulomb

Charles Coulomb, a quien la historia lo reconoce con excelencia por su trabajo físico matemático sobre la electricidad, estudió las fuerzas de atracción entre partículas cargadas y encontró las siguientes relaciones:

Es así como Coulomb estableció la que ahora se conoce como ley de Coulomb: “la magnitud de la fuerza eléctrica de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales q1 y q2, es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r que las separa”. Matemáticamente se expresa de la siguiente manera:

Donde q1 y q2 son las cargas puntuales, r es la distancia, F es la magnitud de la fuerza y k es la constante de Coulomb y su valor depende de la sustancia en la que se encuentran las cargas, pero por lo regular se toma en el vacío o en el aire ya que casi son los mismos valores.

Para entender mejor esta ley, es necesario realizar algunos problemas, pero antes es importante establecer algunas reglas: 1. Si el valor de las cargas está en mili, micro, o nanocoulomb, hay que pasarlos a colulomb. 2. El valor de la distancia r, debe estar en metros; si se da en centímetros, hay que convertirlos a metros. 3. El valor resultante de la fuerza F, se da en Newtons y si el valor es negativo, la fuerza es de atracción entre las cargas, si es positivo, la fuerza es de repulsión.

Ejemplo: Calcular la magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas de -3 µC y 4 µC que se encuentran separadas en el vacío por una distancia de 50 cm y determinar si es una fuerza de repulsión o atracción. Para resolver este ejemplo, se hará en pasos para que sea más fácil identificar lo que hay que hacer:

Ahora, hay que identificar todos los pasos:

Ejemplo 2 Una carga positiva de 2µC ejerce una fuerza de repulsión de 0.3 N, a otra carga que se encuentra a 60 cm, ¿cuál es el valor de la segunda carga?

Para resolver este ejercicio, se siguen los pasos anteriores, con la pequeña diferencia de que ahora hay que realizar un despeje en la fórmula, ya que se tiene que calcular el valor de la segunda carga, entonces:

Ejemplo 3 Una carga de -3nC se encuentra en el aire y ejerce una fuerza de 4.8x10-6 N, a otra carga de -4nC, ¿cuál será la distancia de separación entre ellas?

¡gracias!