Práctica de electrostática: ley de coulomb

Ley de Coulomb (Septiembre 2010)
Jaime Fernández Angeles, Edgar Ramos Abarca, e Iliana Torres Cruz
Abstract—This document contains the study and application of Coulomb´s Law in an experiment that allow us to observe the behavior of the electric charges and their corresponding fields.

Resumen- Este documento contiene el estudio y aplicación de la Ley de coulomb en un experimento que nospermite observar el comportamiento de las cargas eléctricas y de sus respectivos campos eléctricos.

INTRODUCCIÓN
* L

a carga eléctrica es una propiedad de la materia que provoca que los cuerpos se atraigan o se repelen entre sí en función a la aparición de campos electromagnéticos generados por las mismas cargas.

Se dice entonces que es una propiedad intrínseca de la materia que sepresenta como positiva y negativa, de manera que dos cargas positivas o negativas se van a repeler y dos cargas una positiva y una negativa se van a atraer.

La carga eléctrica está cuantizada, es decir que hay una carga tan pequeña que todas las demás cargas son múltiplos exactos de esta, por lo que llamada también "carga elemental".

La unidad utilizada para medir la carga eléctrica es elCoulomb cuyo símbolo es una C y se le dio ese nombre en honor al Charles de Coulomb, el científico que enunció la ley que gobierna todo este tipo de fenómenos; la “Ley de Coulomb”, representada por la siguiente expresión matemática:

Donde

Y cuya representación gráfica sería

En cuanto al experimento, se mide la fuerza de las cargas puntuales mediante el balance de repulsión electrostáticacontra la fuerza de gravedad, suspendiendo una pequeña bola cargada con un fino cordel, la fuerza puede ser determinada por el peso y el giro que se le dé a la esfera.

Una de las causas que comúnmente dificulta la observación de los fenómenos electrostáticos es la humedad en el ambiente. Esto se debe a que las moléculas de agua que están suspendidas en el ambiente atraen los iones de los cuerposque se cargan electrostáticamente debido al roce entre materiales, y si estas moléculas de agua se ionizan permitirán el traslado de las cargas eléctricas al ambiente y el cuerpo no se descargara adecuadamente.

Algunas medidas que deben tomarse para observar estos fenómenos electrostáticos es el usar guantes, reducir la humedad, y usar cosas limpias para hacer las demostraciones en ellaboratorio.

En condiciones de limpieza de los materiales usados y ausencia de humedad, la fricción entre dos cuerpos hace que cada uno adquiera carga.

La fuerza electrostática actúa a distancia, como la fuerza gravitatoria, que se manifiesta aun cuando los cuerpos que la sufren no están en contacto mutuo. Cuando las cargas son varias y están distribuidas en el espacio, la fuerza sobre cada una deellas es la resultante de la superposición de todas las fuerzas presentes debidas a cada una de las demás cargas.

Debido a que cargas de distintos tipos se atraen, siempre que parte de la carga de un cuerpo se transfiere a otro por fricción, hay una tendencia a la recombinación inmediata de esas cargas.

Esta recombinación será más rápida cuanto mayor sea la conducción que los cuerpos ofrecenpara que se efectúe. En condiciones de humedad ambiental e impureza de los materiales frotados, la recombinación es grandemente favorecida y ocurre instantáneamente.

Si, por ejemplo, tomamos un globo de hule y lo frotamos con piel, podemos observar un fenómeno interesante: al acercarlo a una superficie metálica, éste es atraído debido a que los metales generalmente son conductores, y por lotanto los electrones que se encuentran en dicha superficie tienden a acercarse a la superficie del globo debido a que al frotarlo con piel adquirió una carga positiva. Sin embargo, al tocar una superficie aislante el globo no es atraído hacia ella debido a que los electrones tienen una menor movilidad que en el caso anterior y por lo tanto no son atraídos en la misma forma.

Charles de Coulomb....