Ley De Coulomb Campo Electrico Y Su Intensidad

Ley De Coulomb Campo Electrico Y Su Intensidad

Ley de coulomb.

Charles Coulomb (1736–1806), postulo una ley fundamental que es ejercida para obtener la fuerza eléctrica presente entre dos partículas cargadas estacionarias, Coulomb estableció esta ley en 1785, Coulomb mediante experimentación dedujo lo siguiente sobre la fuerza eléctrica:

La fuerza eléctrica tiene las siguientes características:

Mediante la deducción anterior, Coulomb estableció la siguiente fórmula para calcular la magnitud de la fuerza erétrica encontrada entre dos partículas deparada una distancia r, la expresión es la siguiente:

Ke es la llamada constante de coulomb, la formula anterior es conocida como la ley de coulomb.

El valor que toma la constante de coulomb en el sistema internacional (SI) es el siguiente:

Al aplicarse la ley de fuerza de coulomb, debemos tomar en cuenta que la fuerza es una magnitud vectorial y debe ser tratada así, la fuerza de coulomb es otro ejemplo de un campo de fuerza debido a que es una fuerza que se ejerce sobre un objeto por otro aun cuando no existe contacto entre los dos objetos, otro dato a considerar, si observa las formula de fuerza gravitacional y la formula de fuerza de coulomb, se notara un parecido entre esta dos formulas, debido a que la fuerza gravitacional también es un ejemplo de campo de fuerza.

Ahora cuando se tienen más de dos cargas y se desea encontrar la fuerza eléctrica resultante que está presente en una de ellas, sabiendo que la fuerza eléctrica entre dos cargas está dada por la ecuación dada anteriormente, se puede deducir que la fuerza resultante presente sobre cualquier carga es semejante a la adición vectorial de las fuerza que son ejercidas por las demás cargas, a esto se le llama principio de superposición.


Campo eléctrico.

Como ya se sabe un campo de fuerza como la fuerza gravitacional o la fuerza electroestática, son fuerza que actúan a través del espacio y puedes llegar a producir un efecto cuando no existe contacto entre los objeto inmiscuidos, existen varia formas de estudio de un campo pero el físico Michael Faraday (1791–1867) dedujo que un campo eléctrico existe en la región del espacio que rodea a un objeto cargado, al entrar otro objeto igualmente cargado a esa zona o región, se dice que el campo es el que influencia con una fuerza al segundo objeto cargado.

La fórmula que define al campo eléctrico es la siguiente:

Donde F es la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga y q0 es la carga producida por una carga de prueba.

El campo eléctrico se considera como una magnitud vectorial, este campo tiene como unidades en el sistema internacional (SI) los Newtons por Coulomb (N/C).

Esta fórmula trata de explicar lo siguiente:

La dirección de E (campo eléctrico) en un punto está definida como la dirección de la fuerza eléctrica que esta ejercida sobre una minúscula carga de prueba positiva colocada en el punto antes mencionado.

Ya que se tiene calculado el campo eléctrico en un determinado punto, la fuerza ejercida sobre cualquier partícula con una carga q encontrada en ese punto específico antes mencionado, puede ser calculada de la siguiente manera:

Ahora si se considera una carga q localizada en una distancia r de una carga de prueba q0, según la ley de coulomb, se puede calcular la magnitud de la fuerza que incide sobre la carga de prueba de la siguiente manera:

Veamos la magnitud del campo eléctrico debido a la carga q en la posición de q0 es:

En el campo eléctrico también se presenta el principio de superposición, este se sostiene cuando se calcula el campo eléctrico por un conjunto de cargas puntúales, se calcula el campo eléctrico producido por cada carda individualmente y luego los campos eléctricos encontrados se suman vectorialmente (suma como vectores).


Ejemplo.

Calcular la fuerza eléctrica sobre un protón colocado en un campo eléctrico ascendente de magnitud 2.0 ×104 N/C.

Se sabe que la carga sobre un protón es +q=1.6 ×10−19 C.

Protocolo de solución.

Se utilizara la siguiente fórmula:

Sustituimos y resolvemos.

La fuerza eléctrica sobre un protón colocado en un campo eléctrico ascendente es de 3.2 ×10−15 N de manera ascendente en la dirección positiva del eje y.


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