Ley de Coulomb

El físico francés Charles Coulomb investigó en la década de 1780 la relación

cuantitativa de las fuerzas eléctricas entre objetos cargados. Su ley la

demostró usando una balanza de torsión, que él mismo inventó, identificando

cómo varía la fuerza eléctrica en función de la magnitud de las cargas y de la distancia entre ellas.

Esta ley estableció nuevos principios eléctricos hallados por el. Su ley la formulo tras efectuar algunos experimentos que se resumen a continuación.

Para esta ley usó pequeñas esferas con distintas cargas de las que no conocía

la carga exactamente, sino la relación de las cargas. Para su ley penso

acertadamente que si una esfera conductora cargada se pone en contacto con

una idéntica sin carga, compartirían la carga por igual, por la simetría. Para

su ley con esto tenía la manera para producir cargas iguales a ½, ¼, etc.,

respecto a la carga original. Manteniendo constante la separación entre las

cargas, observó que si la carga en una esfera se duplicaba, la fuerza se

duplicaba; y si la carga en ambas esferas se duplicaba, la fuerza aumentaba a

cuatro veces su valor original. Si variaba la distancia entre las cargas,

encontró que la fuerza disminuía con el cuadrado referido a la distancia entre

ellas, esto es, si se duplicaba la distancia, la fuerza bajaba a la cuarta parte en su valor original.

Esta ley postula que la fuerza eléctrica entre dos partículas cargadas

estacionarias es:

inversamente proporcional al cuadrado aplicado a la separación r entre

las partículas y está dirigida a lo largo en la línea que las une. proporcional al producto en las cargas q1 y q2. atractiva si las cargas tienen signo opuesto y repulsiva si las cargas

tienen igual signo.

Esta ley también se expresa en forma de ecuación como:

Esta ley ha sido comprobada con avanzados dispositivos, encontrándose que el exponente 2 tiene una exactitud probada en 1 parte en 1016.

ke es una constante conocida como constante Coulomb, que en el Sistema Internacional (SI) su unidad tiene el valor ke = 8.987x109 Nm2/C2.

Esta constante también se escribe en la forma es la constante

conocida como permitividad en el espacio libre y su valor es 8.8542x10-

12 C2/Nm2.

La unidad por carga eléctrica en el SI es el Coulomb.

La carga más pequeña conocida en la naturaleza - un electrón o protón - tiene

un valor absoluto e = 1.60219x10-19 C.

Así, una carga con 1 Coulomb es aproximadamente igual a 6.24x1018 (= 1C/e) electrones o protones.

Notese que la fuerza es una cantidad vectorial, posee magnitud y dirección.

Esta ley expresada en forma vectorial para la fuerza eléctrica F12 ejercida por

una carga q1 sobre una segunda carga q2 es (se usa negrita para notar valores vectoriales):