CHARLES COULOMB
¿Quién fue
Charles Coulomb?
Charles de Coulomb
(1736-1806), físico francés, pionero en la teoría eléctrica. Nació en Angulema
y trabajó como ingeniero militar al servicio de Francia en las Indias
Occidentales (actuales Antillas), pero se retiró a Blois (Francia) durante la
Revolución Francesa para continuar con sus investigaciones en magnetismo,
rozamiento y electricidad. En 1777 inventó la balanza de torsión para medir la
fuerza de atracción magnética y eléctrica. Con este invento, Coulomb pudo
establecer el principio, conocido ahora como ley de Coulomb, que rige la
interacción entre las cargas eléctricas. En 1779 publicó el tratado Teoría
de las máquinas simples, un análisis del rozamiento en las máquinas.
Después de la Revolución, Coulomb salió de su retiro y ayudó al nuevo gobierno
en la planificación de un sistema métrico decimal de pesos y medidas. La unidad
de medida de carga eléctrica, el culombio, recibió este nombre en su honor.
¿Qué dice su
ley?
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 ;
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Representación gráfica de la
Ley de Coulomb para dos cargas del mismo signo.
|
¿Cómo se
expresa matemáticamente está ley?
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.
En el gráfico vemos que, independiente del signo que ellas posean, las fuerzas se ejercen siempre en la misma dirección (paralela a la línea que representa r), tienen siempre igual módulo o valor (q1 x q2 = q2 x q1) y siempre se ejercen en sentido contrario entre ellas.
Recordemos
que la unidad por carga eléctrica en el Sistema Internacional (SI) es el
Coulomb.
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.
Equivalencias
en Mili, Micro, Nano coulomb:
Qué es
coeficiente eléctrico?
Ejemplo para
obtener fuerza eléctrica de 2 particulas.
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