Electrostatica

Fuerza electrostática entre más de dos partículas

La carga eléctrica, al igual que la masa, constituye una propiedad fundamental de la materia. El desarrollo de la Teoría atómica moderna permitió aclarar el origen de la naturaleza de los fenómenos eléctricos. Un átomo de cualquier sustancia está constituido en esencia, por una región central o núcleo y una envoltura externa formada porelectrones. El núcleo está formado por dos tipos de partículas, los protones, dotados de carga eléctrica positiva, y los neutrones sin carga eléctrica aunque con una masa semejante a la del Protón.
La ley de Coulomb es la ley fundamental de la electrostática que determina la fuerza con la que se atraen o se repelen dos cargas eléctricas. Las primeras medidas cuantitativas relacionadas con lasatracciones y repulsiones eléctricas se deben al físico francés Charles Agustín Coulomb (1736-1806) en el siglo XVIII.
“La fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas eléctricas es, directamente proporcional al producto de los valores absolutos de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.”
Coulomb demostró que la fuerza que ejercen entre sí dos cuerposeléctricamente, es directamente proporcional al producto de sus masas eléctricas o cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
Después de realizar numerosas mediciones haciendo variar las cargas de las esferas y la separación entre ellas, Coulomb llegó a las siguientes conclusiones:
Si se mantiene constante la separación entre las cargas, la fuerza de atracción ode repulsión es, en valor absoluto, proporcional al producto de los valores absolutos de las cargas. Es decir, si la fuerza de atracción o de repulsión es , y los valores absolutos de las cargas q1 y q2se tiene que:

Si las cargas eléctricas se mantienen constantes, la fuerza de atracción o de repulsión entre ellas es, en valor absoluto, inversamente proporcional al cuadrado de la distancia quelas separa. Es decir, si la separación entre las cargas es r , se tiene que:


Todo lo anterior se puede expresar matemáticamente en la forma siguiente:



Para expresar este resultado en forma de igualdad, el segundo miembro viene multiplicado por una constante K :

se tiene: . El valor de la constante K depende de las unidades en las cuales se expresan F, q y r. También depende delmedio que separa a las cargas.
La constante K se escribe como:

y es conocida como el coeficiente de permitividad. En el vacío como la utilizaremos el valor de la constante K es igual a:
K = 9 x 109 Nm2 /C2
Nuestras unidades quedarían como:
• F: Es la fuerza con que se accionan las cargas.
• K: Es la constante de proporcionalidad o de Coulomb
• q 1: La cantidad de la carga 1 expresadas enCoulomb
• q 2: La cantidad de carga 2 expresadas en Coulomb
• r: es la distancia de separación desde el centro de una carga al centro de la otra.


Por ultimo nuestra ley de Coulomb tiene algunas limitaciones, entre las cuales:

-La expresión es aplicable para las cargas puntuales solamente.
-La fuerza es indefinida para r = 0





Campo eléctrico

Las cargas eléctricas originaninfluencias en el espacio físico que las rodea, ese espacio que rodea una carga eléctrica es sede de un campo de fuerzas, el campo de fuerzas que sufre perturbaciones se denomina campo eléctrico o electrostático, para medir el grado de perturbación que la carga ejerce en su entorno se emplea una magnitud física que se llama intensidad del campo eléctrico, que es la fuerza que la carga ejercesobre la unidad de carga eléctrica positiva colocada en el punto que se considere, se define la intensidad de un campo eléctrico como el cociente que resulta dividir la fuerza entre la carga de prueba.
Tanto la fuerza eléctrica como la gravitacional son ejemplos de fuerza de acción a distancia que resultan extremadamente difíciles de visualizar. 
El campo de fuerza que rodea a una masa es un...