LEY DE COULOMB Y CAMPO ELECTRICO

LEY DE COULOMB Y CAMPO ELECTRICO Objetivos 1. Determinar la fuerza el´ectrica entre cargas aplicando la Ley de Coulomb mediante el simulador Phet: Charges and Fields propuesto en la pr´actica. 2. Comprender mediante el simulador el comportamiento de las l´ıneas del campo magn´etico de las cargas puntuales cuando estas interact´uan entre si. Marco Teorico Antes de comenzar el estudio de Ley de Coulomb y campo El´ectrico como tal necesitamos hacer un estudio sobre el concepto de “carga”, la cual de el partimos para elaborar nuestra pr´actica, una forma sencilla de presentar este concepto es mediante un ejemplo de la vida cotidiana, imag´ınese cuando al caminar una persona frota sus zapatos sobre una alfombra de nailon, se carga el´ectricamente; tambi´en carga un peine si lo pasa por su cabello seco, lo que pasa es que hay un intercambio de cargas “positivas” y “negativas” durante el proceso, las cuales a las cargas positivas las llamaremos protones y las cargas negativas electrones y estas est´an presente en cualquier tipo de material. Dos cargas positivas se repelen entre s´ı, al igual que dos cargas negativas. Una carga positiva y una negativa se atraen. Se utiliza el s´ımbolo q para representar a la carga el´ectrica, y se toma conveniente el caso de una carga puntual donde la carga se concentra en un punto geom´etrico del espacio. Ley de Coulomb Se realiza el estudio de la ley sobre cargas puntuales, cuerpos cargados muy peque˜nos en comparaci´on con la distancia r que los separa, Charles Coulomb descubri´o que la fuerza el´ectrica es proporcional a 1/r2 , La fuerza el´ectrica entre dos cargas puntuales tambi´en depende de la cantidad de carga en cada cuerpo, la que se denotar´a con q o Q. La magnitud de la fuerza el´ectrica entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa Ent´erminos matem´aticos, la magnitud F de la fuerza que cada una de las dos cargas puntuales, q1 y q2, separadas una distancia r, ejerce sobre la otra se expresa como F =K|q1q2| r2 (1) 1

se utiliza la notaci´on de valor absoluto en q1q2 porque las cargas pueden ser positivas o negativas; en tanto que la magnitud de la fuerza F siempre es positiva. donde Ke es una constante de proporcionalidad cuyo valor num´erico depende del sistema de unidades que se emplee. Ke =8.987551787x109N.m2 C2 ∼= 9x109N.m2 C2 Campo El´ectrico La presencia de carga el´ectrica en una regi´on del espacio modifica las caracter´ısticas de dicho espacio dando lugar a un campo el´ectrico. Se describe como un campo vectorial en el cual una carga el´ectrica puntual de magnitud q, sufre los efectos de una fuerza el´ectrica F dada por: E =Ke q r2 (2) Fq =q.E (3) E = ∆V d (4) Despu´es de haber definido matem´aticamente el campo el´ectrico, podemos darle una representaci´on gr´afica. Una forma de conveniente de visualizar el campo es el trazo

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