Ley de coulomb

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Ley de coulomb

  1. 1.  El físico francés Charles A. Coulomb (1736- 1804) es famoso por la ley física que relaciona su nombre. Es así como la ley de Coulomb describe la relación entre fuerza, carga y distancia
  2. 2.  En 1785, Coulomb estableció la ley fundamental de la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas estáticamente. Dos cargas eléctricas ejerce entre sí una fuerza de atracción o repulsión. Coulomb demostró que la fuerza que ejercen entre sí dos cuerpos eléctricamente, es directamente proporcional al producto de sus masas eléctricas o cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa.
  3. 3. La magnitud de cada una de las fuerzaseléctricas con que interactúan doscargas puntuales en reposo esdirectamente proporcional al productode la magnitud de ambas cargas einversamente proporcional al cuadradode la distancia que las separa.
  4. 4.  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 regresarla 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
  5. 5. La ley de Coulomb también conocida como ley de cargas tiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir, depende de sus cargas sean negativas o positivas.
  6. 6.  Es proporcional al producto de las cargas, q1 q2. Por lo tanto, la fuerza es atractiva para cargas de distinto signo, y repulsiva para cargas de igual signo. La fuerza depende inversamente del cuadrado de la distancia entre las cargas.
  7. 7.  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 la magnitud de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales y ejerce sobre la otra separadas por una distancia. *La constante "k" es la Constante de Coulomb*
  8. 8. Representación grafica de la ley de coulomb para dos cargas del mismo signo.
  9. 9.  Establece que la presencia de una carga puntual general induce en todo el espacio la aparición de un campo de fuerzas que decae según la ley de la inversa del cuadrado. Para ello a una carga puntual se le asigna una función escalar o potencial de Coulomb tal que la fuerza dada por la ley de Coulomb sea expresable como:
  10. 10.  La expresión matemática solo es aplicable a cargas puntuales estacionarias, y para casos estáticos más complicados de carga necesita ser generalizada mediante el potencial eléctrico. Cuando las cargas eléctricas están en movimiento es necesario reemplazar incluso el potencial de Coulomb por el potencial vector de Liénard- Wiechert, especialmente si las velocidades de las partículas son grandes comparadas con la velocidad de la luz
  11. 11.  La mayoría de los cuerpos están compuestos de cantidades iguales de electricidad positiva y negativa, de modo que la fuerza eléctrica entre dos cuerpos MACROSCÓPICOS es muy pequeña o cero. La interacción o fuerza dominante entre dos cuerpos MACROSCÓPICOS es la gravitacional.
  12. 12.  Cuanto mayores sean las masas de los cuerpos, mayor será la atracción gravitacional entre ellos. Cuanto mayor sea la distancia que existe entre los cuerpos, menor será la atracción gravitacional entre ellos.
  13. 13. Esta comparación es relevante ya que ambas leyes dictan el comportamiento de dos de las fuerzas fundamentales de la naturaleza mediante expresiones matemáticas cuya similitud es notoria.
  14. 14.  1- La ley de gravitación universal es para masas, la de Coulomb es para cargas eléctricas. 2-Las masa solo pueden tener signo positivo, mientras que las cargas pueden ser positivas o negativas. 3-Por lo anterior, para la ley de gravitación tenemos solo fuerzas atractivas; para la de Coulomb encontramos atractivas y repulsivas. 4-La magnitud de la constante gravitacional, G, es muy pequeña en comparación con la constante k, lo que indica que la fuerza eléctrica es más intensa q la gravitacional.
  15. 15.  Por medio de este análisis podemos describir la manera en que dos cargas interactúan entre si cuando están separadas cierta distancia. Cabe mencionar que la existencia de una carga crea un campo eléctrico alrededor de ella, similar al campo gravitacional creado por una masa.
  16. 16.  Por ejemplo la fuerza gravitacional es el jalón que se dan los cuerpos que tienen masa, el peso es el jalón que la tierra da a los objetos en las cercanías de su superficie, la fuerza elástica son los empujones o jalones que ejerce un resorte comprimido o estirado respectivamente, etc.
  17. 17.  Es importante hacer notar en relación a la ley de Coulomb los siguientes puntos: a) cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática); Nótese que la fuerza eléctrica es una cantidad vectorial, posee magnitud, dirección y sentido. b) las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción); es decir, las fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son iguales en módulo y dirección, pero de sentido contrario:
  18. 18.  Es la magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas, fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales. “Es la fuerza repulsiva entre dos pequeñas esferas cargadas con el mismo tipo de electricidad esta en relación inversa al cuadrado de la distancia entre los centros de las esferas y en proporción directa al producto de las cargas”.

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