La fuerza eléctrica es la interacción de atracción o repulsión generada entre dos cargas debido a la existencia de un campo eléctrico a su alrededor.

La capacidad de una carga para crear fuerzas eléctricas fue descubierta y estudiada por el físico francés Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) a fines del siglo XVIII.

Alrededor de 1780, Coulomb creó el equilibrio de torsión y con este instrumento demostró experimentalmente que la intensidad de la fuerza eléctrica es directamente proporcional al valor de las cargas eléctricas que interactúan e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Fórmula de fuerza eléctrica.

La fórmula matemática, también llamada Ley de Coulomb, que expresa la intensidad de la fuerza eléctrica es:

En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la intensidad de la fuerza eléctrica (F) se expresa en newton (N).

Los términos q1 y q2 de la fórmula corresponde a los valores absolutos de las cargas eléctricas, cuya unidad en el SI es coulomb (C), y la distancia que separa las dos cargas (r) se representa en metros (m).

La constante de proporcionalidad (K) depende del medio en el que se insertan las cargas, por ejemplo, en el vacío, este término se llama constante electrostática (K0 0) y su valor es 9.109 9 N.m2/ C2.

Aprenda más sobre Ley de Coulomb.

¿Para qué se usa la fórmula de fuerza eléctrica y cómo calcularla?

La fórmula creada por Coulomb se usa para describir la intensidad de la interacción mutua entre dos cargas puntuales. Estas cargas son cuerpos electrificados cuyas dimensiones son insignificantes en comparación con la distancia entre ellos.

La atracción eléctrica ocurre entre cargas que tienen signos opuestos, porque la fuerza existente es de atracción. La repulsión eléctrica ocurre cuando se acercan las cargas de la misma señal, ya que la fuerza repulsiva actúa sobre ellas.

Para calcular la fuerza eléctrica las señales de las cargas eléctricas. no se tienen en cuenta, solo sus valores. Vea cómo calcular la resistencia eléctrica con los ejemplos a continuación.

Ejemplo 1: Dos partículas electrificadas, q1 = 3.0 x 10-6 C y q2 = 5.0 x 10-6 C, y de dimensiones insignificantes se encuentran a una distancia de 5 cm entre sí. Determine la intensidad de la fuerza eléctrica teniendo en cuenta que están en el vacío. Use la constante electrostática K0 0 = 9. 109 9 N.m2/ C2.

Solución: Para encontrar la fuerza eléctrica, los datos deben aplicarse a la fórmula con las mismas unidades que la constante electrostática.

Tenga en cuenta que la distancia se dio en centímetros, pero la constante es un metro, por lo que el primer paso es transformar la unidad de distancia.

El siguiente paso es reemplazar los valores en la fórmula y calcular la fuerza eléctrica.

Llegamos a la conclusión de que la intensidad de la fuerza eléctrica que actúa sobre las cargas es 54 N.

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Ejemplo 2: La distancia entre los puntos A y B es de 0.4 my en los extremos están las cargas Q1 y Q2. Una tercera carga, Q3, se insertó en un punto que está a 0.1 m de Q1.

Calcule la fuerza resultante sobre Q3 Sabiendo que:

  • Q1 = 2.0 x 10-6 C
  • Q2 = 8.0 x 10-6 C
  • Q3 = – 3.0 x 10-6 C
  • K0 0 = 9. 109 9 N.m2/ C2

Solución: El primer paso para resolver este ejemplo es calcular la intensidad de la fuerza eléctrica entre dos cargas a la vez.

Comencemos calculando la fuerza de atracción entre Q1 y Q3.

Ahora, calculamos la fuerza de atracción entre Q3 y Q2.

Si la distancia total entre la línea es 0.4 my Q3 se coloca a 0.1 m de A, lo que significa que la distancia entre Q3 y Q2 es 0.3 m.

A partir de los valores de las fuerzas de atracción entre las cargas, podemos calcular la fuerza resultante de la siguiente manera:

Llegamos a la conclusión de que la fuerza eléctrica resultante que Q1 y Q2 ejercicio en Q3 es 3 N.

Para continuar probando sus conocimientos, las siguientes listas lo ayudarán: