Ley de Coulomb

Vista previa del material en texto

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
U.E.N. “Simón Bolívar”
Palo Negro – Estado Aragua
		
INTERACCIONES ELÉCTRICAS Y LEY DE COULOMB
Profesora:					 Alumno:
Gleyda Ramírez			 Freddy A. Galindo Leal
					 5to año Sección “A”
						 C.I.Nro.V.-30.764.327
EJERCICIOS Y SOLUCIÓN DE PROBLEMAS 
1 PARTE: Desarrolle los siguientes títulos (sea definiendo o describiendo cada uno).
a) Ley de Coulomb
 Es la relación que existe entre las interacciones de las cargas eléctricas, es decir, explica la fuerza que experimentan dos cargas eléctricas en reposo. Esta relación fue establecida por Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), físico francés.
b) Unidad de carga eléctrica
La carga eléctrica es una propiedad de las partículas que conforman la materia. Existen dos tipos de carga: positiva y negativa. Cuando se juntan una carga positiva con una negativa, estas se atraen, mientras que dos cargas del mismo signo se repelen.
La carga eléctrica de un cuerpo es resultado de las cargas de todas las partículas que lo forman. Se simboliza por la letra Q o q y su unidad de medida es el Coulomb C, este equivale a la carga de 6,25.1018 electrones.
 Un Coulomb es la cantidad de carga que pasa a través de la sección transversal de un alambre en un segundo cuando por él circula la corriente de un Ampere.
c) Submúltiplos de carga eléctrica
En electrostática es costumbre trabajar con cargas mucho menores que el Coulomb, usándose para ello los submúltiplos de él como son el mili coulomb, micro coulomb, nano coulomb y pico coulomb.
Se presenta de la siguiente manera:
	1 mili coulomb = 10-3 C
	1 micro coulomb = 10-6 C
	1 nano coulomb = 10-9 C
	1 pico coulomb = 10-12
A continuación, se presenta un cuadro sobre los constantes múltiplos y submúltiplos 
	
d) Valor de la constante de Ley de Coulomb (K)
El valor de la constante de proporcionalidad depende de las unidades en las que se exprese F, q, q’ y r. En el Sistema Internacional de Unidades de Medida vale 9·109 Nm2/C2.
La constante K de la expresión de la ley de Coulomb puede ser reemplazada por: K= ¼, 0
e) Comparación entre la Ley de Gravitación Universal y la Ley de Coulomb.
La Ley de la Gravitación Universal establece que la fuerza de atracción entre dos masas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
La Ley de Coulomb establece que la fuerza eléctrica entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las mismas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. 
En ambas leyes, tanto las fuerzas gravitatorias como las fuerzas eléctricas varían con la distancia del mismo modo, según el inverso de sus cuadrados, lo cual permite estudiar los fenómenos eléctricos y gravitatorios usando caminos análogos.
En cuanto a la constante se refiere, en la ley de Newton es la constante de la gravitación universal que tiene un mismo valor en todo el universo; en cambio la ley de Coulomb, la constante tiene distinto valor para cada medio donde se encuentren las cargas.
Las fuerzas eléctricas en la ley de Coulomb son mucho mayores que en la ley de Newton.
f) Propiedades de las cargas eléctricas
Las cargas eléctricas cuentan con las siguientes propiedades:
· Es una magnitud cuantizada, lo que quiere decir que cualquier cuerpo es siempre un múltiplo del valor de “e”.
· Existen tres tipos de cargas, las positivas (cuando existen menos electrones que protones), las negativas (cuando existen más electrones que protones) y las neutras (cuando existe igual número de protones y electrones). Las cargas iguales se rechazan y las distintas se atraen.
· La fuerza de atracción o repulsión entre las cargas varía con el inverso cuadrado de su distancia de separación.
· Las cargas eléctricas ni se crean ni se destruyen porque su valor es constante.
· Las cargas que permiten el movimiento por la superficie de determinados cuerpos reciben el nombre de conductores y las que no lo permiten, se conocen como aislantes.
g) Tabla de constantes
	Partícula
	Carga
	Masa
	Electrón
	1,6.10-19 C
	9,1.10-31 Kg
	Protón
	1,6.10-19 C
	1,6.10-27 Kg
	Neutrón
	No tiene
	1,6.10-27 Kg
h) Representación gráfica de las interacciones entre cargas eléctricas:
1.- Dos cargas eléctricas del mismo signo, positivo ambas.
+
+
A
B
	En este ejemplo, se puede observar dos cargas de mismo signo.
+
+
FA
FB
B
A
	Se puede observar que en el segundo ejercicio, FA: Es el vector representativo de la fuerza de repulsión que ejerce la carga B sobre la carga A.
	FB: Es el vector representativo de la fuerza de repulsión que ejerce la carga A sobre la carga B.
2.- Dos cargas eléctricas de signos opuestos.
	
	B
A
-
+
	En el ejercicio, se puede observar que las dos cargas son de signos opuestos.
	
+
-
	B
A
	FB
FA
	En este ejercicio, se puede observar la representación gráfica de la interacción entre ellas:
FA: Es el vector representativo de la fuerza de atracción que ejerce la carga A sobre la carga B.
	FB: Es el vector representativo de la fuerza de atracción que ejerce la carga B sobre la carga A.
+
-
B
A
	En este ejercicio, se va considerar dos cargas A y B, representadas como en el primer ejercicio de cargas de signos opuestos.
r
+
-
B
A
		
	Este ejercicio, representa la fuerza de atracción que ejerce la carga A sobre la carga B y la magnitud de la fuerza con que la carga A actúa sobre la carga B viene dada por la ecuación de la Ley de Coulomb.
Su fórmula es:
FA = K. 
3.- Tres cargas eléctricas A, B, C.
	
	A
+
C
r a c
+
-
B
	En este ejercicio, se puede observar que posee tres cargas eléctricas, el objetivo es graficar la fuerza con que las cargas A y C actúan sobre la carga B.
A
FR
	
FAB
B
Fc B
C
		Después de hacer la gráfica, se observa que la carga fija está en B, lo que indica que ahí tienen su punto de aplicación los vectores
		FAB: Es el vector representativo de la fuerza con que la carga A atrae a la carga B.
		FCB: Es el vector representativo de la fuerza con que la carga C atrae a la carga B.
		El vector fuerza resultante FR se obtiene mediante la regla del paralelogramo de las fuerzas. La diagonal del paralelogramo es la fuerza resultante. Esta fuerza puede ser calculada usando el teorema de Pitágoras:
FR 2 = F AB 2 + F CB 2
		Las magnitudes de FAB y FCB se calculan usando la ley de Coulomb.
F AB = K 
F CB = K