Carga y fuerza de Coulomb

17/08/2011

CURSO FÍSICA II

(Segundo Cuatrimestre 2011)

TURNO: 14 – 17 hs (G23)
Profesor Titular de la Cátedra:

Dr. Marcelo Trivi

Docentes Turno G23:
Profesor:

Dr. Daniel Schinca

JTP:

Dra. Fabiana Prodanoff

Ayudantes:

Ing. Eduardo Amoreo
Ing. Horacio Chiodini
Ing. Hugo Uriona

CURSO FÍSICA II

Los
trabajos
prácticos
de
Laboratorio
OBLIGATORIOS PARAAPROBAR LA MATERIA.

Los alumnos deberán estudiar los laboratorios con
anterioridad a su realización.
El parcial incluirá algunas preguntas relacionadas con
los laboratorios realizados.

Apuntes, prácticas, instructivo, programa,
cronograma, contactos, etc:
http://www.ing.unlp.edu.ar/catedras/F0305

Concepto de carga eléctrica

(Segundo Cuatrimestre 2010)

TURNO: 14 – 17 hs

Los apuntesde cátedra deben ser
complementados con la lectura de libros de
texto de Física II (nivel universitario) y CON
LA RESOLUCIÓN DE LOS TRABAJOS
PRÁCTICOS DE PROBLEMAS.
SE DARÁN EJERCICIOS DE APLICACIÓN
PARA RESOLVER
EN GRUPO
Y
EXPONER EN LA PRÁCTICA.

SON

Al igual que la masa, la carga eléctrica es una de las propiedades
fundamentales de la materia
Masa

desarrollo de la mecánicade Newton y Gravitación

Carga eléctrica

desarrollo del Electromagnetismo

Los fenómenos eléctricos son conocidos desde la época de la
civilización griega (600 AC): al frotar ámbar (resina vegetal
solidificada) con un trozo de lana, aquel podía atraer objetos
livianos (pequeños trozos de papiro)
Enfoque fenomenológico: la carga eléctrica es una propiedad
de la materia que tomamos comodada (al igual que la masa).
Estudiaremos sus características e interacciones.

1

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Ley de Coulomb

Propiedades de la carga eléctrica
La carga eléctrica existe solo en 2 “variedades” :positiva
negativa
La carga eléctrica se conserva en un sistema aislado
Cargas eléctricas del mismo signo (variedad) se repelen
Cargas eléctricas de distinto signo (variedad) se atraen
Lacarga eléctrica se encuentra en la Naturaleza en “paquetes
discretos” (cuantización de la carga)
e- = - 1,62 10 -19 Coulombs
p+ = +1,62 10 -19 Coulombs
Electrones (-)
Átomo de cualquier elemento:
eProtones (+)
Nº de e- = Nº de p+
p+

Materia eléctricamente neutra

¿Cómo se cuantifican las interacciones entre cargas eléctricas?
En 1785, Charles Agustin de Coulomb realizó
cuidadososexperimentos para investigar las
relaciones cuantitativas de las interacciones de
atracción y repulsión de cargas eléctricas
Para estudiar la dependencia de estas interacciones con distintos
parámetros, tomó la hipótesis de trabajar con esferas muy
pequeñas cargadas, de modo que la “distribución de cargas”
tuviese un volumen “infinitesimal” comparado con cualquier
dimensión típica delexperimento, es decir “cargas puntuales”.
puntuales”.
Instrumento: balanza de torsión
Parámetros a medir: dirección y sentido de la fuerza eléctrica (Fe),
dependencia con la distancia que las separa y con el valor de las
cargas

Propiedades de Fe para
Cargas puntuales estáticas
1) Fe: dirección de la recta
que une a q1 y a q2

Conductores y Aisladores
Si bien las cargas eléctricas puedenexistir en forma aislada, los
fenómenos eléctricos se manifiestan entre cuerpos cargados.
positiva : < Nº de e-

Cuerpo cargado = exceso de carga
negativa :

Conductores
Exceso de
carga inicial

> Nº de

r

e-

Aisladores
Exceso de
carga inicial

q2
q1

2) Fe: atractiva signos opuestos
Fe: repulsiva mismo signo
3) Fe es proporcional a q1 y q2
4) Fe es inversamenteproporcional al cuadrado de la
distancia que separa las cargas

Libres de moverse

La carga se
distribuye en
la superficie

Fe = k q1 q2

1
r2

Ley de Coulomb (así nomás)
K = 8,987 10 9 [ N m2 /C2 ]

MKS

2

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Forma vectorial de la Ley de Coulomb para Electrostática
y

q1 y q2 : cargas puntuales
estáticas con vectores posición
→
r1 y →
r2

q1
→

r1

rﬞ21

→...