La Ley de Coulomb, que establece
cómo es la fuerza entre dos cargas eléctricas puntuales, constituye el punto de
partida de la Electrostática como ciencia cuantitativa.
Fue descubierta por Priestley en 1766,
y redescubierta por Cavendish pocos años después, pero fue Coulomb en 1785
quien la sometió a ensayos experimentales directos.
La Ley de Coulomb dice que
"la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al
producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
que las separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de
repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo
contrario".
Es importante hacer notar en relación
a la ley de Coulomb los siguientes puntos:
a) cuando hablamos de la fuerza
entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se encuentran en
reposo (de ahí la denominación de Electrostática);
Nótese que la fuerza eléctrica es una
cantidad vectorial, posee magnitud, dirección y sentido.
b) las fuerzas electrostáticas
cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y reacción); es decir, las
fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre sí son iguales
en módulo y dirección, pero de sentido contrario:
Fq1 → q2 = −Fq2 → q1 ;
En términos matemáticos, esta ley se
refiere a la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales q1y q2 ejerce
sobre la otra separadas por una distancia r y se expresa en
forma de ecuación como:
k es una constante conocida como constante
Coulomb y las barras denotan valor absoluto.
F es el vector Fuerza que sufren
las cargas eléctricas. Puede ser de atracción o de repulsión, dependiendo del
signo que aparezca (en función de que las cargas sean positivas o negativas).
- Si las cargas son de signo opuesto
(+ y –), la fuerza "F" será negativa, lo que indica atracción
- Si las cargas son del mismo signo (–
y – ó + y +), la fuerza "F" será
positiva, lo que indica repulsión.
c) hasta donde sabemos la ley de
Coulomb es válida desde distancias de muchos kilómetros hasta distancias tan
pequeñas como las existentes entre protones y electrones en un átomo.
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