Informe electromagnetismo. La ley de coulomb

Ley de Coulomb.

J. Losada1,J. Marín2

1,2,Estudiantes deLic.EnCiencias Naturales,UniversidadSurcolombiana, FacultaddeEducación,Neiva-Colombia

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Resumen

La ley de coulomb establece que la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la potencia del radio. En este informe se abordaran conceptos de fuerza eléctrica, ley de coulomb y la interacción de cargas. se estudiara el comportamiento de la fuerza eléctrica de dos cargas en reposo, teniendo en cuenta la relación la polaridad y el producto de las magnitudes de sus cargas, variando la distancia que las separa y de esta manera evidenciar y experimentar el cumplimiento de la ley de coulomb.

Para ello, por medio de simuladores virtuales pertenecientes a edumedia, educaplus y phet colorado, se harán múltiples experimentos en donde de manera minuciosa y calculadora se pondrán en práctica la teoría inicialmente plasmada, los resultados obtenidos se recolectaran en tablas y gráficas para un detallado análisis, seguidamente y en articulación con los resultados se solucionan las preguntas establecidas en la guía de laboratorio. Finalmente teniendo en cuenta la totalidad de la práctica se plasmaran conclusiones en donde abordaremos lo aprendido y concluido en base a la totalidad del informe.

Palabras claves: Atracción, Repulsión, Coulomb, Distancia, Fuerza.

ABSTRACT

Coulomb's law states that the force of attraction or repulsion between two charges is directly proportional to the product of the charges and inversely proportional to the square of the power of the radius. In this report the concepts of electric force, coulomb's law and the interaction of charges will be addressed. the behavior of the electric force of two charges at rest will be studied, taking into account the relationship between polarity and the product of the magnitudes of their charges, varying the distance that separates them and thus demonstrate and experience the fulfillment of coulomb's law.

For it, by means of virtual simulators belonging to edumedia, educaplus and phetcolorado, multiple experiments will be made where in a meticulous and calculating way the theory will be put into practice, the obtained results will be collected in tables and graphs for a detailed analysis, then and in articulation with the results the questions established in the laboratory guide will be solved. Finally, taking into account the totality of the practice, conclusions will be drawn where we will address what has been learned and concluded based on the totality of the report.

Keywords:Attraction, Repulsion, Coulomb, Distance, Force.

TEORIA RELACIONADA

El universo y la materia misma están constituidos por partículas subatómicas muy elementales, donde principalmente destaca el electrón y de manera muy relacionada también están las partículas compuestas; el neutrón y el protón. Las tres anteriormente mencionadas denominadas cargas eléctricas no se crean ni se destruyen, estas se conservan mediante la transferencia entre átomos, moléculas y/o cuerpos. Cuando se transfieren cargas eléctricas, la carga absoluta o total del cuerpo, átomo o molécula cambia. Referirnos a que un sistema está cargado de manera neutra indica que este pose en igual cantidad cargas positivas y negativas, por otro lado cuando un sistema tiene un exceso de electrones se le denomina un ion negativo o anión, contrariamente si tiene un desequilibrio que desfavorece los electrones, se le denomina un ion positivo o catión. (Serway, Fisica)

Las cargas eléctricas generan efectos de atracción o repulsión, cuando dos cargas de la misma polaridad se aproximan, estas se repelen entre sí generando una distancia en cada intento de acercamiento, contrariamente sucede en escenarios donde dos cargas de diferentes polaridades se aproximan, estas generan una fuerza que las atraen la una con la otra, este efecto se llama atracción, tanto la fuerza de repulsión o de atracción es denominada fuerza eléctrica. (Planas, 2021)

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Figura 1.  ilustración de repulsión y atracción entre cargas eléctricas. (Serway, Fisica)

El físico Charles-Agustín de Coulomb en el año 1785 plantea la ley de coulomb en honor a el mismo, esta ley denominada la base de la electrostática propone que “la fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la potencia del radio” (Planas, 2021)y se expresa mediante la siguiente ecuación.

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En la anterior ecuación “F” es el equivalente a la fuerza de atracción o repulsión la cual se mide en Newton (N), seguidamente “k” es la constante de la ley de coulomb, la fuerza varía dependiendo la permisividad eléctrica del medio en que se desempeñe, un ejemplo de ello es aceite, aire, agua o vacío. El término “Q” corresponde al valor de las cargas eléctricas, finalmente “r” hace referencia al valor de la distancia que separa a las cargas, su medición se realiza en unidades de longitud, el metro (m). (Planas, 2021)

Como se mencionó anteriormente, la constante de la ley de coulomb “k” depende del medio en que se desarrolle, suele expresarse en términos de permitividad del medio (ε) y se calcula mediante la siguiente ecuación.

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(Fernandez, 2021)

MATERIALES UTILIZADOS

Para la realización de la práctica virtual se utilizaron los siguientes enlaces web:

https://phet.colorado.edu/sims/html/coulombs-law/latest/coulombs-law_es.html

https://www.educaplus.org/game/ley-de-coulomb

https://www.educaplus.org/game/fuerza-de-coulomb

https://www.educaplus.org/game/fuerza-y-campo-electrico

https://www.edumedia-sciences.com/es/media/89-ley-de-coulomb

MONTAJE Y PROCEDIMIENTO

Inicialmente se ingresó al simulador de PhetColorado a través del siguiente link https://phet.colorado.edu/sims/html/coulombs-law/latest/coulombs-law_es.html, en donde se movieron las cargas para colocarlas a una distancia de tres centímetros aproximadamente entre sí para luego escribir y tabular los datos obtenidos. Seguido a esto se alteran algunas variables para comprobar la ley y evidenciar el comportamiento de las cargas puntuales.

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