ley de Coulomb


La ley de Coulomb , o ley del cuadrado inverso de Coulomb , es una ley experimental [1] de la física que cuantifica la cantidad de fuerza entre dos partículas estacionarias cargadas eléctricamente . La fuerza eléctrica entre cuerpos cargados en reposo se denomina convencionalmente fuerza electrostática o fuerza de Coulomb . [2] Aunque la ley se conocía antes, fue publicada por primera vez en 1785 por el físico francés Charles-Augustin de Coulomb , de ahí el nombre. La ley de Coulomb fue esencial para el desarrollo de la teoría del electromagnetismo , tal vez incluso su punto de partida, [1]ya que permitió discutir la cantidad de carga eléctrica de una manera significativa. [3]

La ley establece que la magnitud de la fuerza electrostática de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas, [4]

Aquí, K o k e es la constante de Coulomb ( k e8,988 × 10 9  N⋅m 2 ⋅C −2 ), [1] q 1 y q 2 son las magnitudes con signo de las cargas, y el escalar r es la distancia entre las cargas.

La fuerza está a lo largo de la línea recta que une las dos cargas. Si las cargas tienen el mismo signo, la fuerza electrostática entre ellas es repulsiva; si tienen diferentes signos, la fuerza entre ellos es atractiva.

Al ser una ley del cuadrado inverso , la ley es análoga a la ley del cuadrado inverso de la gravitación universal de Isaac Newton , pero las fuerzas gravitacionales siempre son atractivas, mientras que las fuerzas electrostáticas pueden ser atractivas o repulsivas. [2] La ley de Coulomb se puede utilizar para derivar la ley de Gauss y viceversa. En el caso de una sola carga puntual estacionaria, las dos leyes son equivalentes y expresan la misma ley física de diferentes maneras. [5] La ley ha sido probada extensamente y las observaciones han confirmado la ley en la escala de 10 −16 ma 10 8 m. [5]

Las culturas antiguas del Mediterráneo sabían que ciertos objetos, como varillas de ámbar , se podían frotar con piel de gato para atraer objetos ligeros como plumas y papeles. Tales de Mileto hizo la primera descripción registrada de la electricidad estática alrededor del año 600 aC, [6] cuando notó que la fricción podía convertir una pieza de ámbar en magnética. [7] [8]


La magnitud de la fuerza electrostática F entre dos cargas puntuales q 1 y q 2 es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Las cargas iguales se repelen entre sí y las cargas opuestas se atraen mutuamente.
Charles-Augustin de Coulomb
En la imagen, el vector F 1 es la fuerza experimentada por q 1 y el vector F 2 es la fuerza experimentada por q 2 . Cuando q 1 q 2 > 0 las fuerzas son repulsivas (como en la imagen) y cuando q 1 q 2 <0 las fuerzas son atractivas (opuestas a la imagen). La magnitud de las fuerzas siempre será igual.
Si dos cargas tienen el mismo signo, la fuerza electrostática entre ellas es repulsiva; si tienen un signo diferente, la fuerza entre ellos es atractiva.
El diagrama de Feynman más básico para la interacción QED entre dos fermiones
Experimento para verificar la ley de Coulomb.