Ley de Coulomb

Ley de Coulomb

 Electrostática

 

 

Detalles de la actividad

En 1785, Charles Augustin de Coulomb (1736-1806), físico e ingeniero francés, estableció la relación entre la fuerza eléctrica y la distancia para dos cargas puntuales.

La fuerza eléctrica de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de las mismas, inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y actúa en la dirección de la recta que las une.

Esta relación se conoce como ley de Coulomb:

$$F = K \frac{Q_1 \cdot Q_2}{r^2}$$

donde:

  • $F$ es la fuerza eléctrica de atracción o repulsión. En el S.I. se mide en Newtons (N).
  • $Q_1$ y $Q_2$ son los valores de las dos cargas puntuales. En el S.I. se miden en Culombios (C).
  • $r$ es la distancia entre ambas cargas. En el S.I. se mide en metros (m).
  • $K$ es una constante de proporcionalidad llamada constante de la ley de Coulomb. No se trata de una constante universal y depende del medio en el que se encuentren las cargas. En el vacío $K$ tiene un valor de 9·109 N·m2·C-2 en unidades del S.I.

Constante dieléctrica

Como la constante K de la ley de Coulomb depende del medio, se suele expresar en términos de otra constante denominada constante dieléctrica o permitividad del medio (ε):

$$K = \frac{1}{4 \pi \epsilon}$$

En el caso del vacío se cumple que ε=ε0, donde la permitividad del vacío (ε0) equivale a 8.85·10-12 C2 / N·m2.

Para medios distintos del vacío, se utiliza una magnitud adimensional denominada constante dieléctrica relativa o permitividad relativa (εr), que se obtiene del cociente entre la permitividad del medio (ε) y la permitividad del vacío (ε0):

$$\epsilon_r = \frac{\epsilon}{\epsilon_0}$$

En la siguiente tabla se indican los valores de εr , ε y K para distintos medios:


 Sustancia   εr   ε (C2·N-1·m-2  K (N·m2·C-2
Vacío 1 8.85·10-12 9·109
Aire 1 8.85·10-12 9·109
Agua 80
7.08·10-10 1.12·108
Vidrio 7 6.20·10-11 1.28·109

Observa que el vacío y el aire tienen prácticamente la misma permitividad

Instrucciones

Mueve las cargas para colocarlas a la distancia deseada y asígnales valor con los controles.
Para mejorar la visualización puedes modificar la longitud de los vectores usando el slider "Escala vectores".

Fecha de publicación: 07-06-1999

Categoría: Electrostática

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