Ley_de_Coulomb
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Publicado: 8 de octubre de 2014
Ley de Coulomb
Ley de Coulomb expresando los signos de cargas de diferente signo, y de cargas del mismo signo.
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 lassepara y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.
La constante de proporcionalidad depende de la constante dieléctrica del medio en el que se encuentran las cargas.
Se nombra en reconocimiento del físico francés Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), que la enunció en 1785 y forma la basede la electroestática.
Índice [ocultar]
1 Desarrollo de la ley
1.1 Enunciado de la ley
1.2 Constante de Coulomb
1.3 Potencial de Coulomb
1.4 Limitaciones de la Ley de Coulomb
2 Verificación experimental de la Ley de Coulomb
3 Comparación entre la Ley de Coulomb y la Ley de la Gravitación Universal
4 Véase también
5 Referencias
5.1 Bibliografía
Desarrollo de la ley[editar]Charles-Augustin de Coulomb desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las 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 enun 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 cargas son negativas o positivas.
Variación de la fuerza de Coulomb entre dos cargas puntuales en función de la distancia.
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 q_1 \,\! y q_2 \,\! 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. Concluyóentonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas:
F \,\! \propto \,\! q_1 \,\! y F \,\! \propto \,\! q_2 \,\!
en consecuencia:
F \,\! \propto \,\! q_1 q_2 \,\!
Si la distancia entre las cargas es r \,\!, 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 r \,\!, lafuerza 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:
F \,\! \propto \,\! 1\over r^2 \,\!
Asociando ambas relaciones:
F \,\! \propto \,\! q_1q_2\over r^2 \,\!
Finalmente, se introduce una constante de proporcionalidad para transformar la relación anterior en unaigualdad:
F = \kappa \frac{q_1 q_2}{r^2} \,\!
Enunciado de la ley[editar]
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, la magnitud F \,\!de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q_1 \,\! y q_2 \,\! ejerce sobre la otra separadas por una distancia d \,\! se expresa como:
F = \kappa \frac{\left|q_1 q_2\right|}{d^2} \,
Dadas dos cargas puntuales q_1 \,\! y q_2 \,\! separadas una distancia d \,\! en el vacío, se atraen o repelen entre sí con una fuerza cuya magnitud está dada por:
F = \kappa \frac{q_1...
Ley de Coulomb expresando los signos de cargas de diferente signo, y de cargas del mismo signo.
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 lassepara y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.
La constante de proporcionalidad depende de la constante dieléctrica del medio en el que se encuentran las cargas.
Se nombra en reconocimiento del físico francés Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), que la enunció en 1785 y forma la basede la electroestática.
Índice [ocultar]
1 Desarrollo de la ley
1.1 Enunciado de la ley
1.2 Constante de Coulomb
1.3 Potencial de Coulomb
1.4 Limitaciones de la Ley de Coulomb
2 Verificación experimental de la Ley de Coulomb
3 Comparación entre la Ley de Coulomb y la Ley de la Gravitación Universal
4 Véase también
5 Referencias
5.1 Bibliografía
Desarrollo de la ley[editar]Charles-Augustin de Coulomb desarrolló la balanza de torsión con la que determinó las 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 enun 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 cargas son negativas o positivas.
Variación de la fuerza de Coulomb entre dos cargas puntuales en función de la distancia.
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 q_1 \,\! y q_2 \,\! 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. Concluyóentonces que el valor de la fuerza era proporcional al producto de las cargas:
F \,\! \propto \,\! q_1 \,\! y F \,\! \propto \,\! q_2 \,\!
en consecuencia:
F \,\! \propto \,\! q_1 q_2 \,\!
Si la distancia entre las cargas es r \,\!, 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 r \,\!, lafuerza 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:
F \,\! \propto \,\! 1\over r^2 \,\!
Asociando ambas relaciones:
F \,\! \propto \,\! q_1q_2\over r^2 \,\!
Finalmente, se introduce una constante de proporcionalidad para transformar la relación anterior en unaigualdad:
F = \kappa \frac{q_1 q_2}{r^2} \,\!
Enunciado de la ley[editar]
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, la magnitud F \,\!de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q_1 \,\! y q_2 \,\! ejerce sobre la otra separadas por una distancia d \,\! se expresa como:
F = \kappa \frac{\left|q_1 q_2\right|}{d^2} \,
Dadas dos cargas puntuales q_1 \,\! y q_2 \,\! separadas una distancia d \,\! en el vacío, se atraen o repelen entre sí con una fuerza cuya magnitud está dada por:
F = \kappa \frac{q_1...
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