La fuerza eléctrica es la interacción de atracción o repulsión generada entre dos cargas debido a la existencia de un campo eléctrico a su alrededor.
La capacidad de una carga para crear fuerzas eléctricas fue descubierta y estudiada por el físico francés Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) a finales del siglo XVIII.
Alrededor de 1780, Coulomb creó el equilibrio de torsión y con este instrumento demostró experimentalmente que la intensidad de la fuerza es directamente proporcional al valor de las cargas eléctricas que interactúan e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que el coordinados.
Fórmula de fuerza eléctrica
La fórmula matemática, también llamada Ley de Coulomb, que expresa la intensidad de la fuerza eléctrica es:
En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la intensidad de la fuerza eléctrica (F) se expresa en newton (N).
Los términos que1 y qué2 de la fórmula corresponden a los valores absolutos de las cargas eléctricas, cuya unidad SI es el culombio (C), y la distancia que separa las dos cargas (r) se representa en metros (m).
La constante de proporcionalidad (K) depende del medio en el que se insertan las cargas, por ejemplo, en el vacío este término se llama constante electrostática (K0) y su valor es 9,109 Nuevo Méjico2/C2.
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¿Para qué se utiliza la fórmula de la fuerza eléctrica y cómo calcularla?
La fórmula creada por Coulomb se utiliza para describir la intensidad de la interacción mutua entre dos cargas puntuales. Estas cargas son cuerpos electrificados cuyas dimensiones son insignificantes en comparación con la distancia entre ellos.
La atracción eléctrica ocurre entre cargas que tienen signos opuestos, porque la fuerza existente es la de atracción. La repulsión eléctrica ocurre cuando se juntan cargas del mismo signo, ya que la fuerza repulsiva actúa sobre ellas.
Para calcular la fuerza eléctrica las señales de cargos electricos no se tienen en cuenta, solo sus valores. Vea cómo calcular la fuerza eléctrica con los siguientes ejemplos.
Ejemplo 1: Dos partículas electrificadas, q1 = 3,0 x 10-6 C y q2 = 5,0 x 10-6 C, y de dimensiones insignificantes están situadas a una distancia de 5 cm entre sí. Determine la fuerza de la fuerza eléctrica considerando que están en el vacío. Utilice la constante electrostática K0 = 9. 109 Nuevo Méjico2/C2.
Solución: Para encontrar la fuerza eléctrica, los datos deben aplicarse en la fórmula con las mismas unidades que la constante electrostática.
Tenga en cuenta que la distancia se dio en centímetros, pero la constante es metro, por lo que el primer paso es transformar la unidad de distancia.
El siguiente paso es reemplazar los valores en la fórmula y calcular la fuerza eléctrica.
Llegamos a la conclusión de que la intensidad de la fuerza eléctrica que actúa sobre las cargas es de 54 N.
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Ejemplo 2: La distancia entre los puntos A y B es de 0,4 my las cargas Q se encuentran en los extremos1 y Q2. Un tercer cargo, Q3, se insertó en un punto que está a 0,1 m de Q1.
Calcule la fuerza neta sobre Q3 Sabiendo que:
- Q1 = 2,0 x 10-6 C
- Q2 = 8,0 x 10-6 C
- Q3 = - 3,0 x 10-6 C
- K0 = 9. 109 Nuevo Méjico2/C2
Solución: El primer paso para resolver este ejemplo es calcular la fuerza de la fuerza eléctrica entre dos cargas a la vez.
Comencemos calculando la fuerza de atracción entre Q1 y Q3.
Ahora, calculamos la fuerza de atracción entre Q3 y Q2.
Si la distancia total entre la línea es de 0,4 my Q3 se coloca a 0,1 m de A, lo que significa que la distancia entre Q3 y Q2 es de 0,3 m.
A partir de los valores de las fuerzas de atracción entre las cargas, podemos calcular la fuerza resultante de la siguiente manera:
Llegamos a la conclusión de que la fuerza eléctrica resultante que Q1 y Q2 ejercer sobre Q3 es 3 N.
Para seguir probando sus conocimientos, las siguientes listas le ayudarán:
- Ley de Coulomb - Ejercicios
- Carga eléctrica - Ejercicios
- Electrostática - Ejercicios
