Si se colocan dos cuerpos cargados eléctricamente uno cerca del otro, habrá una atracción o una fuerza de repulsión actuando sobre ellos dependiendo de la naturaleza de la carga de los cuerpos. La fórmula de la fuerza que actúa entre dos cuerpos cargados eléctricamente fue desarrollada por primera vez por Charles-Augustin de Coulomb y la fórmula que estableció para determinar el valor de la fuerza que actúa sobre los objetos cargados cercanos se conoce como la ley de Coulombs.
En su ley, declaró que a los cuerpos con carga similar (ya sea positiva o negativa) se anularán mutuamente y dos cuerpos con carga diferente (uno con carga positiva y otro con carga negativa) se atraerán entre sí. También declaró que la fuerza que actúa entre los cuerpos cargados eléctricamente es proporcional al producto de la carga de los cuerpos cargados e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre el centro de los cuerpos cargados.
Fórmula de la Ley de Coulombs
Imaginemos, Q1 y Q2 son las cargas eléctricas de dos objetos.
d es la distancia entre el centro de los objetos.
Los objetos cargados se colocan en un medio de permitividadoεr
Entonces podemos escribir la fuerza F como:
Declaración de la Ley de Coulombs
Si prefieres una explicación en video, puedes ver el siguiente video:
Primera Ley
Al igual que los objetos cargados (cuerpos o partículas) se repelen entre sí y a diferencia de los objetos cargados (cuerpos o partículas) se atraen entre sí.
Segunda Ley
La fuerza de atracción o repulsión entre dos objetos cargados eléctricamente es directamente proporcional a la magnitud de su carga e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. Por lo tanto, de acuerdo con la segunda ley de Coulombs,
Dónde,
- F es la fuerza de repulsión o atracción entre dos objetos cargados.
- Q1y Q2son las cargas eléctricas de los objetos.
- d es la distancia entre el centro de los dos objetos cargados.
- k es una constante que depende del medio en el que se colocan los objetos cargados. En el sistema S.I., así como en el sistema M.K.S. k=1/4oεr. Por lo tanto, la ecuación anterior se convierte en.
El valor deo = 8.854 × 10-12 C2/Nm2.
Por lo tanto, la ley de Coulombs puede escribirse para mediocomo,
Entonces, en el aire o en el vacíor = 1. Por lo tanto, Ley de Coulombes puede escribirse para el medio aéreo como,
El valor der cambiaría depende del medio. La expresión para la permitividad relativar es lo siguiente;
Principio de la ley de Coulombs
Supongamos que si tenemos dos cuerpos cargados, uno con carga positiva y otro con carga negativa, entonces se atraerán entre sí si se mantienen a cierta distancia el uno del otro. Ahora bien, si aumentamos la carga de un cuerpo manteniendo el otro sin cambios, la fuerza de atracción es obviamente mayor. Del mismo modo, si aumentamos la carga del segundo cuerpo manteniendo el primero sin cambios, la fuerza de atracción entre ellos se incrementa de nuevo. Por lo tanto, la fuerza entre los cuerpos de carga es proporcional a la carga de cualquiera de los cuerpos o de ambos.
Ahora, al mantener su carga fija en Q1 y Q2 si los acercas al otro, la fuerza entre ellos aumenta y si los alejas del otro, la fuerza que actúa entre ellos disminuye. Si la distancia entre los dos cuerpos de carga es d, se puede probar que la fuerza que actúa sobre ellos es inversamente proporcional a d2.
Este desarrollo de la fuerza entre dos mismos cuerpos cargados no es el mismo en todos los medios. Como hemos discutido en las fórmulas anteriores,r cambiaría por varios medios. Así que, dependiendo del medio, la creación de la fuerza puede ser variada.
Ley de limitación de los culombos
- Ley de Coulombes es válido, si el número medio de moléculas de disolvente entre las dos interesantes partículas de carga debe ser grande.
- La ley de Coulombs es válida, si las cargas puntuales están en reposo.
- Es difícil aplicar la ley de Coulombs cuando los cargos son arbitrarios. Por lo tanto, no podemos determinar el valor de la distancia d entre las cargas cuando están en forma arbitraria.
¿Quién inventó la Ley Coulombs?
Coulombs La ley fue observada por primera vez en el 600 a.C. por el filósofo griego Tales de Mileto. Si dos cuerpos están cargados con electricidad estática, se repelen o se atraen dependiendo de la naturaleza de su carga. Esto fue sólo una observación, pero no estableció ninguna relación matemática para medir la fuerza de atracción o repulsión entre los cuerpos cargados.
Después de muchos siglos, en 1785, Charles Augustin de Coulomb, que es un físico francés, publicó la relación matemática real entre dos cuerpos cargados eléctricamente y derivó una ecuación para la fuerza de repulsión o atracción entre ellos. Esta relación fundamental se conoce más popularmente como la ley de Coulombs.
