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Ley de Coulomb

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Ley de Coulomb
La ley de Coulomb puede expresarse como:
La 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
constantedieléctrica del medio en el que se
encuentran las cargas.

Desarrollo de la ley

os
x.

bl

og

sp
o

t.c

om

Ley de Coulomb expresando los signos de cargas de diferente signo, y de
Charles-Augustin de Coulomb desarrolló la
carga del mismo signo.
balanza de torsión con la que determinó las
propiedades de la fuerza electrostática. Este
instrumento consiste en una barra que cuelga deuna 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 cargas tiene
que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir, depende de si sus cargasson negativas o positivas.

ww

w.

Li

br

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 sumagnitud 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 de las cargas:
  y  

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

en consecuencia:

• Si la distancia entre las cargas es , al duplicarla, la fuerza deinteracción 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 la distancia:

Ley de Coulomb

2

Asociando ambas relaciones:

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

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 realiza a velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es
por ello que es llamada fuerza electrostática.
En términos matemáticos, lamagnitud

de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales

la otra separadas por una distancia

separadas una distancia

ejerce sobre

se expresa como:

Dadas dos cargas puntuales

y

y

en el vacío, se atraen o repelen entre sí con una

t.c

og

sp
o

La Ley de Coulomb se expresa mejor con magnitudes vectoriales:

om

fuerza cuya magnitud está dada por:

esun vector unitario, siendo su dirección desde la cargas que produce la fuerza hacia la carga que la
experimenta.

os
x.

bl

donde

w.

Li

br

Al aplicar esta fórmula en un ejercicio, se debe colocar el signo de las cargas q1 o q2, según sean éstas positivas o
negativas.

ww

El exponente (de la distancia: d) de la Ley de Coulomb es, hasta donde se sabe hoy en día,exactamente 2.
Experimentalmente se sabe que, si el exponente fuera de la forma
, entonces
.

Representación gráfica de la Ley de Coulomb
para dos cargas del mismo signo.

Obsérvese que esto satisface la tercera de la ley de Newton debido a que implica que fuerzas de igual magnitud
actúan sobre y . La ley de Coulomb es una ecuación vectorial e incluye el hecho de que la fuerza actúa a lo
largo...