Ley de coulomb

Ley de Coulomb
a magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
La constante de proporcionalidad depende de la constante dieléctrica del medio en el que se encuentran las cargas.
Desarrollo de la leyCharles-Augustin de Coulomb desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las propiedades de la fuerza electrostática. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a hacerla regresar a su posición original, con lo que conociendo la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la fuerzaejercida en un punto de la barra. La ley de Coulomb también conocida como ley de cargas tiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir, depende de si sus cargas son negativas o positivas.
Enunciado de la ley
La ley de Coulomb es válida sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay movimiento de las cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realizaa velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello que es llamada fuerza electrostática.
En términos matemáticos, la magnitud de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales y ejerce sobre la otra separadas por una distancia se expresa como:

Constante de Coulomb
La constante es la Constante de Coulomb y su valor para unidades SI es Nm²/C².
A su vez la constantedonde es la permitividad relativa, , y F/m es la permitividad del medio en el vacío.
Cuando el medio que rodea a las cargas no es el vacío hay que tener en cuenta la constante dieléctrica y la permitividad del material.
La ecuación de la ley de Coulomb queda finalmente expresada de la siguiente manera:
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La constante, si las unidades de las cargas se encuentran en Coulomb es la siguiente K = 9* 109 * N * m2 / C2 y su resultado será en sistema MKS (N / C). En cambio, si la unidad de las cargas están en UES (q), la constante se expresa de la siguiente forma K = dyn * cm2 / ues2(q) y su resultado estará en las unidades CGS (D / UES(q)).
Potencial de Coulomb
La ley de Coulomb establece que la presencia de una carga puntual general induce en todo el espacio la aparición de un campo defuerzas que decae según la ley de la inversa del cuadrado. Para modelizar el campo debido a varias cargas eléctricas puntuales estáticas puede usarse el principio de superposición dada la aditividad de las fuerzas sobre una partícula. Sin embargo, matemáticamente el manejo de expresiones vectoriales de ese tipo puede llegar a ser complicado, por lo que frecuentemente resulta más sencillo definir unpotencial eléctrico. Para ello a una carga puntual se le asigna una función escalar o potencial de Coulomb tal que la fuerza dada por la ley de Coulomb sea expresable como:

De la ley de Coumlomb se deduce que la función escalar que satisface la anterior ecuación es:

Donde:
, es el vector posición genérico de un punto donde se pretende definir el potencial de Coulomb y
, es el vector deposición de la carga eléctrica cuyo campo pretende caracterizarse por medio del potencial.
Limitaciones de la Ley de Coulomb
* La expresión matemática solo es aplicable a cargas puntuales estacionarias, y para casos estáticos más complicados de carga necesita ser generalizada mediante el potencial eléctrico.
* Cuando las cargas eléctricas están en movimiento es necesario reemplazar inclusoel potencial de Coulomb por el potencial vector de Liénard-Wiechert, especialmente si las velocidades de las partículas son grandes comparadas con la velocidad de la luz. Para distancias pequeñas (del orden del tamaño de los átomos), la fuerza electrostática se ve superada por otras, como la nuclear fuerte, o la nuclear débil.
Verificación experimental de la Ley de Coulomb
Es posible...