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#1Asignatura: Física

Año: 5°Profesor: Ing. Víctor Trocel

ELECTROSTÁTICA(Ley de Coulomb)

Podríamos decir que la Electrostática es el área de la física que se encarga de estudiar los fenómenos asociados a cargas eléctricas en reposo. Con el estudio de la electrostática se da inicio a la búsqueda del conocimiento que nos permitirá comprender algunos fenómenos eléctricos. La electrostática es el punto de partida para el estudio del fenómeno de la electricidad, su control por parte del hombre y, por cierto, es la base de numerosas aplicaciones científicas y tecnológicas. Una de las características más notables, en este ámbito, es la existencia de dos tipos de electricidad lo cual se deduce de la forma en la que se producen las interacciones: “Cuerpos cargados con el mismo tipo de electricidad se repelen, mientras que si la electricidad es de tipos diferentes los cuerpos se atraerán”.

Fuerza de Repulsión Fuerza de Atracción

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Ley de Coulomb

Fue Charles A. Coulomb (1.736 – 1.806), físico francés, quien describe por primera vez en 1.784, en forma cuantitativa la interacción entre dos cuerpos electrizados usando una Balanza de Torsión, logrando establecer la relación entre la intensidad de la fuerza electrostática de interacción y la separación entre dos cuerpos cargados en reposo y en el vacío, estableciendo más tarde la siguiente ley:

Esto puede escribirse

como:

Despejando de la Ecuación Principal de la Ley de Coulomb, se obtiene que:

El valor de la constante de proporcionalidad “K” en el Sistema Internacional de medidas (S.I.) se obtiene

tomando en cuenta de que 1 Coulombio es una carga tal, que al interactuar con otra carga de igual valor, separadas una distancia de 1 metro, genera una fuerza aproximadamente igual a 9×109 Newton. De la magnitud de esta fuerza, se infiere que la unidad de carga eléctrica en el S.I., es una cantidad muy grande de electricidad, y en este caso se podrían expresar las cargas en Statcoulombios (Stc.), que es la unidad para medir cargas eléctricas en el sistema C.G.S., y resulta de la interacción entre dos cargas puntuales iguales, ejerciendo sobre éstas una fuerza de 1

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIDAD EDUCATIVA COLEGIO“MONS. SALUSTIANO CRESPO”CALABOZO – GUÁRICO

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

#1Dina, obteniéndose que 1 C = 3×109 Stc. En la práctica, por lo general se usan submúltiplos para expresar los valores de las cargas, tales como:

EJERCICIOS PROPUESTOS1. Determinar la fuerza electrostática que actúa sobre las cargas eléctricas q1=–3×10-6 C. y q2 =2×10-6 C.

que se encuentran en reposo y en el vacío a una distancia de 4 cm.2. Dos cargas puntuales se encuentran cargadas con 3 C y –4 C. Si acercan a una distancia de 1 cm,μ μ

¿Cuál es la fuerza de atracción entre ellas?3. Dos cargas q1= 4 C y qμ 2= –8 C, están separadas a una distancia de 4 mm ¿Con que fuerza se atraen?μ4. Dos cargas puntuales positivas de 3 C y 4 C están en el aire separadas 2 cm. Calcular la fuerzaμ μ

resultante que las cargas ejercen sobre otra también positiva de 2 C, situada en el punto medio de laμ línea que une las dos primeras.

5. ¿Cuál es la distancia a la que debemos colocar dos cargas puntuales en el vacío, q1 = 8 µC y q2 = –2 µC, para que se atraigan con una fuerza de –9×103 N?

6. Dos cargas puntuales q1=8×10-6 C. y q2 =5 µC están en el vacío y se repelen con una fuerza de 3,6×10 -3

N. Calcular la distancia que las separa.7. Una carga de –1 nC se encuentra en presencia de otra carga desconocida a una distancia de 1 mm.

Hallar el valor de la carga desconocida sabiendo que se atraen con una fuerza de 18×10-3 N. 8. Dos cargas eléctricas iguales están en el vacío separadas por una distancia de 5 mm. Calcular el valor

de dichas cargas si se repelen con una fuerza de 12,96×103 N.9. Tres cargas eléctricas q1 = 2 µC, q2 = 4 µC y q3 = 8 µC están situadas en línea recta y en el vacío tal

como se indican en la siguiente figura. Calcular la fuerza resultante sobre q3.

10. Tres cargas eléctricas q1 = 6 µC, q2 = –8 µC y q3 = 8×10-10 C, están situadas en línea recta y en el vacío tal como se indican en la siguiente figura. Si la carga q2 está ubicada en el punto medio de q1 y q3 en la misma recta, Calcular la fuerza resultante sobre q2.

11. En la siguiente distribución de cargas, calcular la fuerza resultante sobre q1.

#1