Ley De Colobums

Ley de Coulomb

Esta ley establece la magnitud de la fuerza de interacción entre dos cargas eléctricas:

se refieren a la magnitud de las cargas. Las unidades de medición son los Coulombs.

es la distancia entre las cargas.

es una constante. Su valor es:

es la fuerza de interacción entre las cargas.

La ley puede considerarse de la manera siguiente:

“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.”

Veamos algunos ejemplos:

a) Determinar la fuerza de atracción entre dos cargas puntuales con valores

y , si la distancia que las separa es 2.5 (micrómetros o micras).

Solución: Lo primero a tener en cuenta son las unidades de las magnitudes físicas, es decir que todas sean coherentes entre sí. Por ejemplo, como la constante involucra metros, entonces la distancia entre las cargas debe estar también en metros:

Datos:

Fórmula:

Sustitución:

Resultado:

A continuación, la justificación de cada uno de los resultados previos:

La sustitución ordenada y clara de los datos es importante.

En la operación: :

Se multiplican los signos: + por – igual a –.

Se multiplican las cantidades: 1.6 por 1.2 igual a 1.92.

Se aplica la regla de los exponentes para la multiplicación, es decir, se suman los exponentes:

(–14)+( –12) = –14–12 = –26

El resultado es finalmente:

En la operación:

Se eleva al cuadrado 2.5 y 10-6 como sigue:

(2.5)2 = 6.25

(10-6)2 = 10-12 (se multiplican los exponentes)

El resultado es finalmente: .

En la operación: :

Se dividen los signos: + entre – igual a –.

Se dividen las cantidades: 1.92 entre 6.25 igual a 0.3072.

Se aplica la regla de los exponentes para la división, es decir, se restan los exponentes:

(–26) – (–12) = (–26) + 12 = –14

El resultado es finalmente:

Por último, en la operación , el procedimiento es el mismo que en la primera operación.

Resultado final:

No siempre habrá que calcular la Fuerza. Es posible determinar por ejemplo, la magnitud de las cargas o la distancia entre éstas, siempre que se tengan los datos suficientes. Bastará con manipular la ecuación de la Ley de Coulomb (hacer despejes) para determinar la magnitud desconocida. A continuación algunos ejemplos:

1) Supongamos que se desea conocer la magnitud de una carga y se conoce la magnitud de otra, la distancia entre estas y la fuerza de atracción o repulsión entre ambas:

Al despejar de la Ley de Coulomb, tenemos:

2) Supongamos que se desea conocer la magnitud de dos cargas idénticas y se conoce la fuerza repulsión entre ambas y la distancia entre las mismas:

Como las dos cargas son iguales, tenemos:

c) Se desea conocer la distancia entre dos cargas y se conoce la fuerza de atracción o repulsión entre ambas y la magnitud de estas:

De la Ley de Coulomb, tenemos:

d)

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