La ley de Coulomb establece la relación matemática entre la carga eléctrica y la fuerza eléctrica entre dos objetos cargados. Esta ley es importante en la física y la electroquímica.
A continuación, se presentan 10 ejemplos cotidianos de la ley de Coulomb:
- La repulsión que se siente al intentar juntar dos imanes con polos iguales.
- La atracción que se siente al acercar un imán a un clip de papel.
- La electricidad estática que se acumula en la ropa al frotarla con un globo.
- La chispa eléctrica que se produce al tocar un objeto metálico después de caminar sobre una alfombra.
- El funcionamiento de los altavoces que convierten la señal eléctrica en sonido.
- La fuerza que se siente al intentar separar las placas de una pila eléctrica.
- El proceso de carga y descarga de una batería.
- La atracción que se siente al acercar una varilla cargada a un trozo de papel.
- La fuerza que se necesita para separar las hojas de un libro cargado eléctricamente.
- La interacción eléctrica entre el núcleo y los electrones en un átomo.
Ley de Coulomb Ejercicio resuelto
Supongamos que tenemos dos cargas eléctricas puntuales: una con carga de 5 microCoulomb (µC) y otra con carga de -3 µC, separadas por una distancia de 10 cm en el vacío. ¿Cuál es la fuerza de atracción entre ellas?
Para resolver este problema, utilizaremos la Ley de Coulomb, que establece que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Matemáticamente, se expresa así:
F = k * (q1 * q2) / r^2
Donde:
- F: fuerza de atracción o repulsión entre las cargas, medida en Newton (N).
- k: constante de Coulomb, cuyo valor es 9 x 10^9 N*m^2/C^2.
- q1 y q2: cargas eléctricas de las dos partículas, medidas en Coulomb (C).
- r: distancia que separa las cargas, medida en metros (m).
Sustituyendo los valores que tenemos en el problema, obtenemos:
F = (9 x 10^9 N*m^2/C^2) * [(5 x 10^-6 C) * (-3 x 10^-6 C)] / (0.1 m)^2
F = -1.35 x 10^-3 N
Como la carga de una de las partículas es negativa, la fuerza resultante es de atracción.
Por lo tanto, la fuerza de atracción entre las dos cargas es de -1.35 x 10^-3 N.