Ejemplo A: Ley de Coulomb
Material introductorio de la Ley de Coulomb. Aplicación al cálculo de fuerzas electrostáticas entre cargas puntuales.
Para avanzar en la lección, tendrás que ir completando las actividades propuestas.
Enunciado de la Ley de Coulomb
Dos cargas eléctricas de igual signo experimentan una fuerza mutua de repulsión, mientras que si estas cargas tienen igual signo, experimentan una fuerza de atracción. La ley de Coulomb nos permite calcular esta fuerza electrostática:
Ley de Coulomb
La fuerza electrostática entre dos cargas puntuales q1 y q2 es directamente proporcional al producto de las dos cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Tiene como dirección la de la línea que une ambas cargas y es de atracción si las cargas son de signo contrario y de repulsión en el caso de cargas de igual signo:
r1 y r2 son los vectores posición de las cargas q1 y q2 respectivamente. ε es la permitividad eléctrica del medio en el que se encuentran las cargas.
Permitividad eléctrica
La constante de proporcionalidad que aparece en la ecuación depende de una magnitud física ε que hemos denominado permitividad eléctrica. Esta magnitud nos indica que la fuerza electrostática depende del medio en el cual se encuentran ambas cargas. No será igual la fuerza en el aire que en el agua. Para el caso del vacío (o aire) la permitividad se identifica con εo = 8.854 ∙10-12 C2/Nm2.. Este es el valor más pequeño que puede tomar la permitividad. En cualquier medio ε > εo Más adelante en el tema, estudiaremos el significado de esta permitividad.