Una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza es la electromagntica, la cual se da entre

partculas con carga. El captulo inicia con una descripcin de las propiedades bsicas de

la fuerza elctrica, una de las manifestaciones de la fuerza electromagntica. En seguida se

explica la fundamental ley de Coulomb que gobierna las fuerzas elctricas presentes entre

dos partculas con carga. A continuacin se introduce el concepto de un campo elctrico

asociado a una distribucin de carga y se describe su efecto sobre otras partculas con carga.

Despus se muestra cmo utilizar la ley de Coulomb para calcular el campo elctrico en una

distribucin de cargas conocida. El captulo concluye con la explicacin del movimiento de

una partcula con carga en un campo elctrico uniforme.

23.1 Propiedades de las cargas elctricasHay una variedad de experimentos simples para demostrar la existencia de fuerzas elctri-cas. Por ejemplo, despus de frotar un globo contra el cabello en un da seco, observar que el globo atrae pequeos pedazos de papel. Con frecuencia la fuerza de atraccin es lo suficientemente intensa que los pedazos de papel quedan suspendidos.

Cuando los materiales se comportan de esta manera, se dice que estn electrificados, o que se han cargado elctricamente. Usted puede electrificar su cuerpo con facilidad si frota con fuerza sus zapatos sobre una alfombra de lana; detectar la carga elctrica de su cuerpo al tocar ligeramente (y sobresaltar) a un amigo. Bajo condiciones adecuadas, ver

23.1 Propiedades de las cargas elctricas

23.2 Objetos de carga mediante induccin

23.3 Ley de Coulomb23.4 El campo elctrico23.5 Campo elctrico de

una distribucin de carga continua

23.6 Lneas de campo elctrico

23.7 Movimiento de partculas con carga en un campo elctrico uniforme

23 Campos elctricos

Cap_23_Serway(2).indd 642Cap_23_Serway(2).indd 642 9/11/08 5:18:15 PM9/11/08 5:18:15 PM

Madre e hija disfrutan los efectos de cargar sus cuerpos elctricamente. En sus cabezas cada cabello adquiere carga y ejerce una fuerza de repulsin sobre los dems, que resulta en el erizamiento que usted observa aqu. (Cortesa de Resonance Research Corporation.)

una chispa al momento de tocarlo y sentirn una ligera descarga. (Este tipo de experimen-tos funcionan mejor durante das secos, porque el exceso de humedad en el aire hace que cualquier carga que usted acumule en su cuerpo se fugue hacia la tierra.)

A partir de una serie de experimentos sencillos, Benjamn Franklin (1706-1790) de-termin que existen dos tipos de cargas elctricas, a las que dio el nombre de positiva y negativa. Los electrones tienen carga negativa y los protones positiva. Para comprobar la existencia de ambos tipos de carga, imagine una varilla rgida de hule que ha sido frota-da contra un trozo de piel y que est suspendida de un hilo, como puede observar en la figura 23.1. Cuando acerca una varilla de vidrio que ha sido frotada con seda a una varilla de hule, ambas se atraen (figura 23.1a). Por otra parte, si acerca dos varillas de hule con carga (o dos varillas de vidrio con carga), como se observa en la figura 23.1b, ambas se repelen. Esta observacin demuestra que el hule y el vidrio tienen dos tipos diferentes de carga. Con base en estas observaciones, se puede concluir que cargas de un mismo signo se repelen y cargas de signos opuestos se atraen.