LEY DE COULOMB
La ley de Coulomb señala que la fuerza
F
(newton, N) con que dos carga eléctricas Q
y q (culombio, C) se atraen o repelen
es proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia r (metro, m) que las separa
.
K es la constante eléctrica del medio (en el vacío vale K = 9 10 9 N m2/C2).
Cuando las dos cargas tienen igual signo, la fuerza es positiva e indica
repulsión. Si ambas cargas poseen signos opuestos, la fuerza es negativa y
denota atracción, como la figura.
En
muchos problemas es útil utilizar el concepto de campo
eléctrico, que se puede definir como la fuerza por unidad de
carga. Así para una carga Q, el módulo del campo
eléctrico producido a una distancia r es:
y que apunta alejándose de Q si la carga es positiva y
en dirección a Q si es negativa. Una
carga q en el seno del campo eléctrico sentirá una fuerza que viene dada por:
Si existe más de una carga, cada una produce un campo
eléctricoy el campo eléctrico total en un punto dado
será la suma vectorial del campo creado por cada carga. Cuando
esta suma vale cero, el campo eléctrico vale cero y la fuerza
sobre cualquier carga colocada en ese punto también vale
cero.
Podemos
estudiar el campo eléctrico
utilizando una carga Qp que pende de un hilo, el péndulo
eléctrico. El péndulo estará vertical en aquellos
puntos en los que el campo valga cero.
En nuestra experiencia
tenemos dos cargas Q1 y Q2, y vamos a sondear la recta
delimitada por ellas. El campo eléctrico se hará cero en algunos puntos sobre
la línea: en los tramos izquierdo, central o derecho (dependiendo de los signos
de las cargas y sus valores). Todos los puntos fuera de la recta presentan un
campo distinto de cero.
Una vez localizado un punto
de campo cero, se miden las distancias a cada carga d1 y d2.
Las fuerzas deben ser iguales en módulo y sentido contrario:
