Ley de Coulomb y ejercicios
La ley de Coulomb es una importante ley física que describe la interacción entre dos cuerpos cargados eléctricamente. Esta ley fue propuesta por el científico francés Charles-Augustin de Coulomb en 1785.
Ley de Coulomb
La ley de Coulomb establece que la fuerza entre dos puntos cargados eléctricamente se relaciona con la carga de cada punto y la distancia entre ellos de la siguiente manera:
F = k * (q1*q2) / r 2
Donde:
- F es la fuerza entre los dos puntos cargados eléctricamente.
- k es la constante de Coulomb.
- q1 y q2 son las cargas de cada punto.
- r es la distancia entre los puntos cargados eléctricamente.
Esta ley describe la naturaleza de la repulsión y la atracción entre los cuerpos eléctricamente cargados.
Ejemplo de aplicación de la ley de Coulomb.
Considere el siguiente ejemplo: Un electrón de carga -1,60 x 10 -19 C es atraído hacia un protón con carga +1,60 x 10 -19 C estableciendo una fuerza de atracción entre ellos.
Entonces podemos calcular la fuerza de atracción con la ley de Coulomb:
F = k * (q1*q2) / r 2 ,
donde k = 8,99 x 10 9 N m 2 / C 2
q1 = -1,60 x 10 -19 C
q2 = +1,60 x 10 -19 C
r = 1,00 x 10 -10 m
La fuerza de atracción entre el electrón y el protón es entonces:
F = (8,99 x 10 9 N m 2 / C 2 ) * ((-1,60 x 10 -19 C ) * (+1,60 x 10 -19 C)) /(1,00 x 10 -10 m ) 2
F = 8,99 x 10 9 N m 2 / C 2
F = 8,99 x 10 -8 N
Ejercicios de ley de Coulomb
Para poner en práctica y entender mejor la ley de Coulomb, aquí hay algunos ejercicios:
- Calcular la fuerza entre dos protones separados por 0,35 m. (Solución: 14,4 N)
- Calcular la fuerza entre un protón y un electrón separados por 1,0 x 10 -10 m. (Solución: 8,99 x 10 -8 N)
- Calcular el campo eléctrico en un punto por una partícula cargada con +3,00 x 10 -9 C, a una distancia de 0,20 m. (Solución: 1,8 x 10 7 N/C)
- Calcular el campo eléctrico en un punto por dos partículas cargadas con -5,00 x 10 -7 C y +5,00 x 10 -7 C, separadas por 0,50 m. (Solución: 1,2 x 10 6 N/C)
Ejercicios sobre Ley de Coulomb de Electricidad
La ley de Coulomb es una de las leyes fundamentales de la electricidad. Establece que, en un campo electrostático, la fuerza eléctrica entre dos cargas es directamente proporcional a los productos de sus cargas y es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.
Ejercicios
A continuación se presentan algunos ejercicios que te ayudarán a entender mejor la Ley de Coulomb.
- Cargas iguales . En un sistema de dos cargas puntuales situadas a tres metros de distancia, las cargas tienen el mismo valor eléctrico de 3 Coulombs. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza de atracción entre ellas?
La magnitud de la fuerza de atracción entre ellas es 9*109N.
F = K * q2/r2 = 9*109 N
K = 9*109 Nm2/C2, q = 3 C, r = 3 m.
- Cargas opuestas. Dos cargas puntuales están colocadas a 8 metros de distancia y tienen un valor eléctrico de -4 Coulombs y 5 Coulombs respectivamente. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza entre ellas?
La magnitud de la fuerza entre ellas es 4*109N.
F = K * q1q2/r2 = 4*109N
K = 9*109 Nm2/C2, q1 = -4C, q2 = 5C, r = 8m.
- Carga y masa. Una masa de 3 kg y una carga puntual de 2 Coulombs están unidos. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza entre ellos?
La magnitud de la fuerza entre ellos es 8*1011N.
F = K * qM/r2 = 8*1011N
K = 9*109 Nm2/C2, q = 2C, M = 3 kg, r = 1 m.
Intenta resolver estos ejercicios y tus propios problemas relacionados con la ley de Coulomb para entender mejor la electricidad.