1-2-Ley-de-Coulomb

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Fuerza eléctrica.
1.5 Ley de Coulomb.
Objetivo:Objetivo:
Determinar la fuerza eléctrica entre
dos cuerpos concarga.
Aplicar el principio de superposición
Ley de Coulomb.
Charles-Augustin de Coulomb
(Angoulême, Francia, 1736 -
París, 1806). Físico e ingeniero
militar francés. Demostró que la
fuerza eléctrica de atracción o de
repulsión que actúa entre un par
de pequeñas esferas, cargadas y
separadas una cierta distancia,
obedece a la siguiente relación:
Balanza de Coulomb
Ley de Coulomb.
Donde:
q1=cargade la esfera1
 [ ]Nr̂
r
qq
4
1
F
2
21
0πε
=
r
q =cargade la esfera1
q2=carga de la esfera 2
r=distancia entre sus
centros
Ke====Constante de
proporcionalidad
0
[ ]Nr̂
r
qq
keF
2
21=
r





 ⋅=
2
2
04
1
C
mN
kE πε
Ley de Coulomb.
εεεε0 = permitividad del vacio

×=ε −
2
12 C1085.8 





⋅
×=ε −
2
12
0 mN
C
1085.8





 ⋅×=
πε
=
2
2
9
0 C
mN
109
4
1
ke
Ley de Coulomb.
Convención de nomenclatura para 
fuerzas eléctricas.
Simulador 29 del Resnick
Ley de Coulomb.
La fuerza es una cantidad vectorial que se 
puede expresar en función de su magnitud 
(módulo) y un vector unitario en dirección (módulo) y un vector unitario en dirección 
del vector.
 r̂Fr̂FF ⋅=⋅=
rr
La magnitud de la fuerza
La magnitud de la fuerza se determina por 
]N[
r
qq
k=F 2
21
e ]N[r
k=F 2e
Ejemplo.
Si q1=5 [uC] , q2=-5[uC] se encuentran separadas 10 [cm] 
el valor de la fuerza eléctrica es:
]N[5.22=]
)10×10(
)10×5)(10×5(
[10×9=F 2
9
2-
-6-6
http://www.wolframalpha.com/
Colulomb´s law 5.0uC,5uC,10cm
La dirección y sentido
El vector unitario se define como: 
r
r
r
r
r̂
r
r
r
==
Un vector unitario en coordenadas cartesianas 
(o rectangulares) puede representarse en la 
siguiente forma: 
 
2
if
2
if
2
if
ififif
)zz()yy()xx(
k̂)zz(ĵ)yy(î)xx(
r̂
−+−+−
−+−+−=
Ley de Coulomb.
Ejemplo: Se tienen dos cargas
puntuales. La carga q1=10[uC]
ubicadaen el punto A (origenubicadaen el punto A (origen
del sistema cartesiano) y la
carga q2=10[uC] ubicada en el
punto B con coordenadas (4, 3)
[cm]. Determinar la fuerza
eléctrica que actúa sobre la
carga q2.
Ley de Coulomb.
Verificar que la respuesta es:
( ) ]N[ĵ216î288ĵ
5
3
î
5
4
360F21 +=




 +=
r
Simulador en Java. Ley de coulomb-simulador.jar
Ley de Coulomb.
Video (de 1:02 en adelante) 1leycoulomb.wmv
Cargas en el espacio
Se tienen dos cargas puntuales
Q1=10 [uC] (2,-2,2) [cm]
Q2=20 [uC] (-1,3,4)[cm]
Determinar el vector fuerza eléctrico que actúa sobre la Determinar el vector fuerza eléctrico que actúa sobre la 
carga Q1.
Uso del simulador
Principio de superposición.
Cuando se tienenmás de dos cargas, se
puede aplicar lo que se conoce como el
principio de superposiciónque nosindicaprincipio de superposiciónque nosindica
que la fuerza total enuna de las cargas se
puede calcular como la suma vectorial de
las fuerzas producidas por cada una de
las cargas sobre la de interés.
 
1413121 FFFF
rrrr
++=
Ley de Coulomb.
Cuantificación de las fuerzas que interactúan 
entre cuerpos cargados puntuales, con el 
simulador de la página de PEARSON.simulador de la página de PEARSON.
http://wps.aw.com/aw_young_physics_11/0,8
076,898593-,00.html.
En este simulador se puede modificar el valor 
de las cargas, se pueden mover las cargas 
para modificar las distancias. Muy didáctico.
Ley de Coulomb.
.
Ley de Coulomb.
.
Ley de Coulomb.
.
Principio de superposición de fuerzas eléctricas.
Ver carpeta simulador Resnick.
Ley de Coulomb.
.Simulador realizadopor alumnos de la
asignatura.
Ley de Coulomb.
.Simulador realizadopor alumnos de la
asignatura.
Ley de Coulomb.
.
Uso de los simuladores enExcel, en
Java, en Visual (página delJava, en Visual (página del
Departamento), etc.
Aplicación de un examen de
verificación(ver archivoenWord).
Bibliografía
Gabriel A. Jaramillo Morales, Alfonso A. 
Alvarado Castellanos.
Electricidad y magnetismo.Electricidad y magnetismo.
Ed. Trillas. México 2003
Sears, Zemansky, Young,Freedman
Física Universitaria
Ed. PEARSON. México 2005