2 Ley De Columb

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Centro Educativo Stella Sierra
Primer Trimestre 2015
Tema 2: LEY DE COULOMB
Profesor Ernesto Urriola

Duodécimo grado

Objetivo de Aprendizaje:
1. Establece la ley de Coulomb en la solución de problemas que incluyan fuerza eléctrica entre
cargas puntuales.
2. Verifica la dependencia de la fuerza eléctrica entre cargas puntuales y el medio en que se
encuentra.
3. Aplica el principio desuperposición para el caso de dos o más cargas eléctricas puntuales.
Actividad 2.1
Vocabulario: Ley de Coulomb.
1. fuerza:
2. electrón:
3. protón:
4. directamente proporcional:
5. inversamente proporcional:
6. sistema en equilibrio:
7. balanza de torsión:
8. principio de superposición:
9. constante eléctrica:
10. magnitud:

Charles Augustin de Coulomb desarrolló la balanza de torsión con la que determinólas
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 fuerza ejercida en un punto de la barra. La ley de Coulomb también conocida como ley de
cargastiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir, depende de si sus cargas
son negativas o positivas.

Variación de la Fuerza de Coulomb en función de la distancia.

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En la barra de la balanza, Coulomb colocó una pequeña esfera cargada y a continuación, a
diferentes distancias, posicionó otra esfera también cargada.Luego midió la fuerza entre ellas
observando el ángulo que giraba la barra.
Dichas mediciones permitieron determinar que:


La fuerza de interacción entre dos cargas
y
duplica su magnitud si alguna de las
cargas dobla su valor, la triplica si alguna de las cargas aumenta su valor en un factor de
tres, y así sucesivamente. Concluyó entonces que el valor de la fuerza era proporcional al
producto delas cargas:
y

en consecuencia:



Si la distancia entre las cargas es , al duplicarla, la fuerza de interacción disminuye en un
factor de 4 (2²); al triplicarla, disminuye en un factor de 9 (3²) y al cuadriplicar , la fuerza
entre cargas disminuye en un factor de 16 (4²). En consecuencia, la fuerza de interacción
entre dos cargas puntuales, es inversamente proporcional al cuadrado de ladistancia:

Asociando ambas relaciones:

Finalmente, se introduce una constante de proporcionalidad para transformar la relación anterior
en una igualdad:

Podemos concluir
El físico francés Charles Coulomb estudio los efectos cuantitativos de las fuerzas eléctricas
utilizando su balanza de torsión, que él mismo creó, con la que podía medir la variación de la
fuerza con respecto a la separación r entredos objetos y la cantidad de carga q.
Coulomb después de numerosos experimentos determinó que la fuerza eléctrica tiene las
siguientes propiedades:
a. Es inversamente proporcional al cuadrado de la separación entre las dos
partículas.
b. Es proporcional al producto de las magnitudes de las cargas q1 y q2 en las dos
partículas.
c. Es de atracción si las cargas son de signo opuesto y de repulsión silas cargas
tienen el mismo signo.

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Fuerzas eléctricas entre cargas puntuales
A partir de estas observaciones podemos escribir la fuerza eléctrica entre dos cuerpos
cargados eléctricamente, es igual a:

F k

q1q2
rˆ
r2

donde k es una constante de proporcionalidad llamada constante de Coulomb.
La ecuación es conocida como la Leyde Coulomb y proporciona la magnitud de la fuerza
eléctrica que ejerce un objeto sobre otro. La dirección de la fuerza siempre coincide con la línea
que une ambos objetos. Esta ley solo es aplicable a cargas puntuales y a distribuciones esféricas
de las cargas. El valor de la constante en la ecuación depende de las unidades elegidas. La unidad
de carga en el Sistema Internacional es el Coulomb...