UNIVERSIDAD NACIONAL UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICOAUTÓNOMA DE MÉXICO

CCH- VALLEJOCCH- VALLEJO

JUÁREZ RIVERO D. JUÁREZ RIVERO D. ANAHÍANAHÍ

GRUPO 434GRUPO 434

““LEY DE COULOMB”LEY DE COULOMB”

ÍNDICEÍNDICEInformación relevanteInformación relevante

ParámetrosParámetros

FórmulasFórmulas

Ejemplo- problemaEjemplo- problema

INFORMACIÓN RELEVANTEINFORMACIÓN RELEVANTELa primera investigación teórica acerca de las fuerzas La primera investigación teórica acerca de las fuerzas eléctricas entre cuerpos cargados fue realizada por Charles eléctricas entre cuerpos cargados fue realizada por Charles Augustin de Coulomb en 1784. Él llevó a cabo sus Augustin de Coulomb en 1784. Él llevó a cabo sus investigaciones con una balanza de torsión, el cual es un investigaciones con una balanza de torsión, el cual es un dispositivo que mide fuerzas eléctricas, magnéticas o dispositivo que mide fuerzas eléctricas, magnéticas o gravitatorias muy pequeñas a partir del ángulo que forma gravitatorias muy pequeñas a partir del ángulo que forma un brazo al girar, antes de que la resistencia ejercida por la un brazo al girar, antes de que la resistencia ejercida por la fuerza de torsión detenga su movimientofuerza de torsión detenga su movimiento. . La torsión esta La torsión esta descrita por un sistema de fuerzas paralelas de igual descrita por un sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrariomagnitud y sentido contrario

Coulomb encontró que si la distancia entre dos objetos Coulomb encontró que si la distancia entre dos objetos cargados se reduce a la mitad, la fuerza de atracción o cargados se reduce a la mitad, la fuerza de atracción o repulsión entre ellos se cuadruplicará.repulsión entre ellos se cuadruplicará.

Las conclusiones a las que llegó Charles Coulomb, están Las conclusiones a las que llegó Charles Coulomb, están dadas precisamente en la llamada “dadas precisamente en la llamada “LEY DE COULOMB”,LEY DE COULOMB”,y y ésta se enuncia de la siguiente manera:ésta se enuncia de la siguiente manera:

““La fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas La fuerza de atracción o de repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las dos puntuales es directamente proporcional al producto de las dos cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa”distancia que las separa”

En unidades del SI, la unidad de carga se expresa en En unidades del SI, la unidad de carga se expresa en ““coulombs” (C). coulombs” (C). En este caso, la cantidad de carga no se En este caso, la cantidad de carga no se define por medio de la Ley de Coulomb sino que se define por medio de la Ley de Coulomb sino que se relaciona con el flujo de carga a través de un conductor.relaciona con el flujo de carga a través de un conductor.

La velocidad de flujo se mide en La velocidad de flujo se mide en “amperes”“amperes”

Un coulomb es la carga transferida en un segundo a través Un coulomb es la carga transferida en un segundo a través de cualquier sección transversal de un conductor, mediante de cualquier sección transversal de un conductor, mediante una corriente constante de un ampere.una corriente constante de un ampere.

PARÁMETROSPARÁMETROSrr = = separación entre 2 objetos cargados (distancia en línea recta separación entre 2 objetos cargados (distancia en línea recta entre sus respectivos centros)entre sus respectivos centros)

q q == cantidad de carga, se puede considerar como el número de cantidad de carga, se puede considerar como el número de electrones o de protones que hay en exceso, en un cuerpo electrones o de protones que hay en exceso, en un cuerpo determinadodeterminado

k =k = constante de proporcionalidad constante de proporcionalidad

F = F = fuerza sobre una partícula cargadafuerza sobre una partícula cargada

1uC (microcoulomb)1uC (microcoulomb) =10=10-6-6 C C

NOTA:NOTA:

1 C = 6.25 * 10 1 C = 6.25 * 10 1818 electrones electrones

ee- = - = -1.6 * 10 -1.6 * 10 -19-19 C C

Una unidad más conveniente para la electrostática (Una unidad más conveniente para la electrostática (Parte de la Parte de la física que estudia los sistemas de cuerpos electrizados en física que estudia los sistemas de cuerpos electrizados en equilibrio)equilibrio)es eles el microcoulomb microcoulomb (uC)(uC)

Un gran número de experimentos han mostrado que cuando la Un gran número de experimentos han mostrado que cuando la fuerza está en Nw, la distancia en m y la carga en C, la constante fuerza está en Nw, la distancia en m y la carga en C, la constante de proporcionalidad es, en forma aproximada: k = 9*10de proporcionalidad es, en forma aproximada: k = 9*1099 Nw *m Nw *m22/C/C22

FÓRMULASFÓRMULAS

F = qq´/rF = qq´/r22

F = k* qq´/rF = k* qq´/r22

EJEMPLO- PROBLEMAEJEMPLO- PROBLEMAUNA CARGA DE -3 uC está situada a 100 mm de una carga UNA CARGA DE -3 uC está situada a 100 mm de una carga de +3 uC. Calcule la fuerza entre las dos cargas.de +3 uC. Calcule la fuerza entre las dos cargas.

Datos:Datos:q = 3 uCq = 3 uCq´= 3 uCq´= 3 uC100mm= .1m100mm= .1m

Fórmulas:Fórmulas:1m- 1000mm1m- 1000mmx -100mmx -100mm100mm= .1m100mm= .1m

1uC= 101uC= 10-6-6 C C

convertimos las unidades apropiadasconvertimos las unidades apropiadas

Y queda:Y queda:

3 uC = 3* 10-6 C3 uC = 3* 10-6 C

Luego usamos los valores absolutos, o sea que tanto q como qLuego usamos los valores absolutos, o sea que tanto q como q´son iguales a 3*10´son iguales a 3*10-6-6 C. aplicando la ley de Coulomb C. aplicando la ley de Coulomb obtenemos:obtenemos:

F = k* qq´/ rF = k* qq´/ r22 = = (9*10(9*1099N*mN*m22/C/C22)(3*10)(3*10-6-6C)(3*10C)(3*10-6-6C)/ (.1m)C)/ (.1m)22

RESULTADO:RESULTADO:

F = 8.1 N---------F = 8.1 N--------- Esta es una fuerza de atracción debido a Esta es una fuerza de atracción debido a que las cargas tienen signos opuestosque las cargas tienen signos opuestos