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".

Si lo deseas puedes ocultar el valor de la fuerza para proponer ejercicios.

Fecha de publicación: 07-06-1999

Categoría: Electrostática

Visto 84504 veces

Cargando...