La Fuerza Eléctrica

Por: María Alejandra Cobo, Gabriela Carrero, Isabella Narváez, Isabela Santacruz , Manuela Arenas y María Jocé Medina

ConceptoO No se define muy bien el concepto de la fuerza eléctrica

pero tenemos definiciones de la fuerza y la electricidad.

Fuerza: Es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de los cuerpos o de producir deformaciones en ellos.

Electricidad: Es una propiedad física manifestada a través de la atracción o del rechazo que ejercen entre si las distintas partes de la materia. El origen de esta propiedad se encuentra en la presencia de componentes con carga negativa ( denominados electrones) y con carga positiva ( denominados protones).

La electricidad se divide en dos grandes ramas: electrostática y electrodinámica. La primera tiene que ver con el comportamiento de las cargas en estado de reposo, equilibrio o estáticas, y la segunda con las cargas en movimiento. En esta unidad solo se abordaran temas relacionados con la electrostática.

ELECTRICIDAD

En general podemos sacar la conclusión de que la Fuerza Eléctrica

es toda causa, capaz de modificar el

estado de reposo o movimiento de los cuerpos, manifestada a través de la

atracción o del rechazo que ejercen entre si, las distintas partes de la

materia.

ElementosO La fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el

módulo se deben determinar dirección y sentido.

Dirección de la fuerza eléctrica

O Si se trata únicamente de dos cargas, la dirección de la fuerza es colineal a la recta que une ambas cargas. 

Sentido de la fuerza eléctrica.

O El sentido de la fuerza actuante entre dos cargas es de repulsión si ambas cargas son del mismo signo y de atracción si las cargas son de signo contrario.

Fuerzas originadas por varias cargas sobre otra

O Si se tienen varias cargas y se quiere hallar la fuerza resultante sobre una de ellas, lo que se debe hacer es plantear cada fuerza sobre la carga (una por cada una de las otras cargas). Luego se tienen todas las fuerzas actuantes sobre esta carga y se hace la composición de fuerzas, con lo que se obtiene un vector resultante.

Ecuaciones La ley de Coulomb, se encuentra representada por estas ecuaciones:

Ley de CoulombO Charles Augustin de Coulomb era un físico-

ingeniero francés, (1736 – 1869). En 1777, inventó la balanza de torsión para medir la fuerza de atracción o repulsión que ejercen entre sí dos cargas eléctricas, y estableció la función que liga esta fuerza con la distancia. Con este invento, culminado en 1785 Coulomb pudo establecer el principio, que rige la interacción entre las cargas eléctricas, actualmente conocido como ley de Coulomb.

Ley de CoulombO La ley de coulomb puede expresarse como:

O “La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.”

O La Ley de Coulomb se expresa mejor con magnitudes vectoriales:

Ley de CoulombO Es importante hacer notar en relación a la ley de Coulomb los

siguientes puntos:

O a) cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricas estamos siempre suponiendo que éstas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de Electrostática).

O b) hasta donde sabemos la ley de Coulomb es válida desde distancias de muchos kilómetros hasta distancias tan pequeñas como las existentes entre protones y electrones en un átomo

 

Ejemplos Ley de Coulomb

O  Si las cargas son de signo opuesto (+ y –), la fuerza "F" será negativa, lo que indica atracción.

O - Si las cargas son del mismo signo (– y –   ó   + y +), la fuerza "F" será positiva, lo que indica repulsión.

Variables y constantesO VariablesO La magnitud de la fuerza de atracción o repulsión entre cargas

eléctricas se puede calcular mediante la fórmula que deriva la ley de Coulomb y que se menciona de la siguiente forma: ley de coulomb: "La fuerza eléctrica ejercida entre dos cuerpos cargados eléctricamente, es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que están separados". F= Kq1q2/ r^2 

F es la fuerza eléctrica / medida en Newtons (N) q1 y q2 son las caurgas eléctricas / medida en Coulombs (C) r^2 es la distancia / medida en metros (m) K es la constante de la ley de Coulomb es igual a 9X10^9 (Nm^2/C2) (Newton por metro al cuadrado, sobre coulomb cuadrado) 

En pocas palabras, la Ley de Coulomb dice cómo calcular la fuerza de atracción entre dos cuerpos cargados eléctricamente, que tienen cierta distancia entre ellos. . eso que te puse ^ es que están elevados a tal potencia, por ejemplo, 9X10^9, nueve por diez a la novena potencia

Variables y constantesO Constantes

O La constante de Coulomb (denotada   o  ) es una constante de proporcionalidad en las ecuaciones que relacionan variables eléctricas y es exactamente igual a   = 8.9875517873681764×109 N·m2/C2 (m/F). Recibe el nombre del físico francés Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806).

O Su valor para unidades SI es   Nm²/C².O A su vez la constante   donde   es la permitividad relativa, 

, y   F/m es la permitividad del medio en el vacío.O Cuando el medio que rodea a las cargas no es el vacío hay

que tener en cuenta la constante dieléctrica y la permitividad del material.

O  

ExperimentosO Actividad 1:O

1. Corta pedacitos pequeños de papel2. Frota una regla con un trozo de lana3. Acerca la regla a los trocitos de papel4. 0bserva lo que sucede y anota5. Retira los papeles con la mano dejándolos en la mesa6. Acerca nuevamente la regla, observa lo que sucede y anota7. Exhala tu aliento sobre la regla y acércala nuevamente a los trocitos de papel8. Observa, comenta lo sucedido y anota

Actividad 2:1. Infla y anuda un globo 2. Con un trozo de lana frota el globo 3. Abre una llave de agua, sólo hasta que corra un hilo de ella.4. Acerca el globo al fino hilo de agua5. Observa y anota lo que sucede.

Ejemplos O Fuerza electrica: 

Cuando se abre un embalaje de poliestireno expandido se desprenden unas bolitas blancas que se quedan pegadas por todas partes. Si uno trata ponerlas a contacto una con otra, se rechazan. Esto se debe a fuerzas electricas entre cargas homologas (cuando se rechazan) y opuestas (cuando se atraen)

O Al peinarse: es posible levantar pedazos de papel con el peine, lo cual se debe a que al frotar el peine con el cabello se le pasan electrones quedando cargado negativamente, al acercar el peine se atraen las cargas positivas del papel, lo que hace que se adhiera al peine.

O Al frotar una cuchara de plástico con una franela: la cuchara adquiere una carga negativa, si se acerca a un chorro de agua éste se desvía debido a que ambas tienen la misma carga.

GRACIAS