F SICA 4TO MEDIO

FÍSICA 6TO
SECUNDARIA

FUERZA
ELÉCTRICA

Carga eléctrica
 Cuando una barra de caucho se frota con
piel, se remueven electrones de la piel y se
depositan en la barra.
Caucho
Piel

Los
electrones
se mueven
de la piel a
la barra de
caucho.

negativo

positivo

-- --

++++

Se dice que la barra se cargó negativamente
debido a un exceso de electrones.
Se dice que la piel se cargó positivamentedebido a una deficiencia de electrones.

Vidrio y seda
Cuando una barra de vidrio se frota con seda, se
remueven electrones del vidrio y se depositan en
la seda.
Los
positivo
vidri
electrones
+ +
o
de mueven negativo
+ +
del vidrio a
- - sed
la seda.
a

 Se dice que el vidrio está cargado
positivamente debido a una deficiencia de
electrones.
 Se dice que la seda está cargada

El electroscopioAparatos
Aparatos de
de laboratorio
laboratorio que
que se
se usan
usan
para
para estudiar
estudiar la
la existencia
existencia de
de dos
dos tipos
tipos
de
de carga
carga eléctrica.
eléctrica.

Electroscopio de
esferas de
médula de
saúco

Electroscopio
de hoja de oro

Dos cargas negativas se repelen
1. Cargue la barra de caucho al frotarla con piel.
2. Transfiera electrones de la barra a cadaesfera.

Dos
Doscargas
cargasnegativas
negativasse
serepelen
repelenmutuamente.
mutuamente.

Dos cargas positivas se repelen
1. Cargue la barra de vidrio al frotarla con seda.
2.

Toque las esferas con la barra. Los electrones
libres en las esferas se mueven para llenar los
vacíos en la seda, lo que deja a cada esfera con
deficiencia. (Se cargan positivamente.)

Las
Lasdos
doscargas
cargaspositivaspositivasse
serepelen
repelenmutuamente.
mutuamente.

Los dos tipos de carga
cauch
o
pie
l

Atracció
n

vidri
o

sed
a

Note que la esfera cargada negativamente (verde) es atraída por la
esfera cargada positivamente (roja).

¡Cargas
¡Cargasopuestas
opuestasse
seatraen!
atraen!

Primera ley de la electrostática
Cargas
Cargasiguales
igualesse
serepelen;
repelen;
cargas
cargasopuestas
opuestasseseatraen.
atraen.

Neg
Pos

Neg
Pos

Neg

Pos

Carga de esferas por inducción
Inducción
- - --

-

+
+
+
+

- - --

Esferas no
cargadas

+
+
+
+

Electron
es
repelido
Separación de carga
s

-

-

Aislamiento de esferas

+

+
+

+

-

-

-

-

-

Cargadas por inducción

Inducción para una sola
esfera
Inducción
- - --

+ ---+
+ ---+

Esfera no cargada
- - --

+ -+
+ -+

Separación de carga

----Los electrones se
mueven a tierra

+

+

+

+

Cargada por inducción

La cantidad de carga
 La cantidad de carga (q) se puede definir en términos
del número de electrones, pero el Coulomb (C) es una
mejor unidad para trabajo posterior.
 La siguiente puede ser una definición temporal:

18
Coulomb:
Coulomb: 11CC=
=6.25
6.25xx10
1018electrones
electrones

 Esto significa que la carga en un soloelectrón es:

-19
11electrón:
electrón: ee-=
=-1.6
-1.6xx10
10-19CC

Unidades de carga
El coulomb (que se selecciona para usar con
corrientes eléctricas) en realidad es una
unidad muy grande para electricidad estática.
Por ende, con frecuencia es necesario usar los
prefijos métricos.
-6
11C
C=
=11xx10
10-6CC

-9
11nC
nC=
=11xx10
10-9CC

-12
11pC
pC=
=11xx10
10-12CC

Ejemplo 1. Si 16 millones deelectrones se
remueven de una esfera neutral, ¿cuál es la carga
en coulombs sobre la esfera?
1 electrón: e- = -1.6 x 10-19 C
-19

-1.6
x
10
C
6 q (16 x 10 e ) 

1e



+ +
+ + +
+ + + +
+ + +
+ +

q = -2.56 x 10-12 C

Carga final sobre la esfera:

qq=
=+2.56
+2.56pC
pC

Ley de Coulomb
La fuerza de atracción o repulsión entre dos
cargas puntuales es directamente proporcional
al producto delas dos cargas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia entre
ellas.

F

q

F
r

q’

q

q’

-

-

+
F

qq '
F 2
r

Cálculo de fuerza eléctrica
 La constante de proporcionalidad k para la ley
de Coulomb depende de la elección de las
unidades para carga.

kqq
F  2
r

donde

Fr 2
k 
qq 

Cuando la carga q está en coulombs, la
distancia r en metros y la fuerza F en
newtons,...