Ley de Coulomb

  

La primera investigación teórica acerca de las fuerzas eléctricas entre cuerpos cargados fue realizada por Charles Coulomb en 1784. Para llevar a cabo sus investigaciones, Coulomb usó una balanza de torsión para medir la variación de la fuerza con respecto a la separación y la cantidad de la carga. Coulomb descubrió que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales, cuerpos cargados muy pequeños en comparación con la distancia que los separa, es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r que los separa. En otras palabras, si las distancia entre dos cargas puntuales se reduce a la mitad, la fuerza de atracción o repulsión entre ellas se cuadruplicará. 

Imagen: Sears F.W.,Zemansky M.W.,“Física
 Universitaria”

 La fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales también depende de la cantidad de carga en cada cuerpo. Para estudiar esta dependencia, Coulomb dividió una carga en dos partes iguales poniendo en contacto un conductor esférico con carga pequeña,  con una esfera idéntica pero sin carga; por simetría, la carga se compartía por igual entre las dos esferas. De esa manera, él podía obtener un medio, un cuarto, etcétera, de cualquier carga inicial. Descubrió que las fuerzas que dos cargas puntuales ejercían una sobre la otra eran proporcionales a cada carga, por lo que también eran proporcionales a su producto (q1.q2).

De ese modo, Coulomb estableció la que ahora se conoce como Ley de Coulomb: 

"La magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa".

La Ley de Coulomb, en términos matemáticos, se puede expresar como:

Donde r es la distancia entre las distancias cargadas, q1 representa la cantidad de carga de una partícula, q2 representa la cantidad de carga de ka otra partícula y k es la constante de proporcionalidad. En la ecuación se utiliza la notación de valor absoluto porque las cargas q1 y q2 pueden ser positivas o negativas; en tanto que la magnitud de la fuerza F siempre es positiva.

Las direcciones de las fuerzas que las dos cargas ejercen sobre la otra siempre son a lo largo de la recta que las une. Cuando las cargas q1 y q2 tienen el mismo signo, positivo o negativo, las fuerzas son de repulsión; cuando las cargas tienen signos opuestos, las fuerzas son de atracción. Las dos fuerzas obedecen la tercera ley de Newton; siempre tienen la misma magnitud y dirección opuesta,aun cuando las cargas no tengan igual magnitud.  

Imagen: web, EspacioCiencia.com

Referencia bibliográfica:

Sears F.W.,Zemansky M.W.,“Física Universitaria”,12ª Edición. Vol 2.