Paso a Paso
Mira el ejercicio y las explicaciones de su resolución
Transcripción del audio del video
Hola, ingeniosas e ingeniosos.
En esta clase comprenderás de manera rápida y clara la Ley de Coulomb. Al finalizar, resolveremos un problema práctico aplicando esta ley. Recuerda que puedes descargar las notas de la clase en la descripción del video.
Fuerza Eléctrica
Imagina un globo, como los que usamos para decorar fiestas o reuniones. En este cuaderno que me regaló YouTube, tengo unas bolitas de icopor. Si froto el globo, como explico en mi video sobre carga eléctrica (enlace en la descripción), y lo acerco a las bolitas de icopor, notarás cómo estas se mueven hacia el globo. Si alejo el globo, las bolitas dejan de moverse; si lo acerco nuevamente, vuelven a ser atraídas.
Entre más frote el globo, más se pegarán las bolitas, lo que indica que la carga acumulada es mayor. Si froto poco, la carga será menor y la atracción también. En resumen:
Mucha carga → Mucha fuerza
Poca carga → Poca fuerza
Ahora, imaginemos dos elementos cargados: un globo y bolitas de tergopol. Si tienen cargas opuestas, se atraen. Esta fuerza eléctrica es tan intensa que puede vencer el peso de las bolitas, generando su desplazamiento.
Cuando tenemos dos cargas, separadas por una distancia determinada, se generan fuerzas de atracción o repulsión.
La Ley de Coulomb
Charles Coulomb, un físico francés que vivió entre 1736 y 1806, descubrió que la fuerza eléctrica entre cargas:
1. Aumenta si se incrementa la carga. La fuerza es directamente proporcional a la magnitud de las cargas. Si una de ellas aumenta, la fuerza también lo hará.
2. Disminuye si la distancia entre las cargas aumenta. Es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las cargas.
Esto significa que si duplicamos la distancia entre las cargas, la fuerza se reducirá a una cuarta parte.
Formalmente, si tenemos dos cargas, q1 y q2, separadas por una distancia d, aparecen fuerzas de atracción si las cargas son de signos opuestos y fuerzas de repulsión si son del mismo signo.
La fuerza que una carga ejerce sobre la otra es igual en magnitud pero opuesta en dirección. A esto se le llama acción y reacción: si q1 ejerce una fuerza sobre q2, q2 ejercerá una fuerza de igual magnitud sobre q1, pero en sentido contrario.
Matemáticamente, la Ley de Coulomb se expresa como:
F= k q1⋅q2/ d2
donde k es la constante de Coulomb, cuyo valor es aproximadamente 9 × 10⁹ N·m²/C².
Problema de Aplicación
Consideremos dos cargas:
q1 = -14 nanocoulombios (negativa)
q2 = 10 nanocoulombios (positiva)
Distancia = 15 cm
Como tienen signos opuestos, se atraerán. Para calcular la magnitud de la fuerza, aplicamos la Ley de Coulomb:
F= (9×109)× (−14×10−9)(10×10−9) / (15×10−2)2
Resolviendo, obtenemos 5.6 × 10⁻⁵ N, que equivale a 56 μN (microNewtons).
Conclusión
La Ley de Coulomb nos permite entender cómo interactúan las cargas eléctricas y predecir la fuerza entre ellas.
Soy el profesor Sergio Llanos, ingeniero mecánico de la Universidad del Valle en Cali, Colombia. Si esta clase te fue útil, dale like, suscríbete, activa la campanita y compártelo con tus amigos. No olvides que las notas están disponibles en la descripción.
¡Que tengas un gran día!
