domingo, 2 de marzo de 2014

LEY DE COULOMB


Ley de Coulomb

La  ley de Coulomb  Florerias expresarse de Como:
La magnitud de la CADA uña de las Fuerzas Eléctricas estafa Que interactuan dos Cargas puntuales en reposo es directly Proporcional al Producto de la magnitud de emba Cargas e inversamente Proporcional al cuadrado de la DISTANCIA Que las separación y Tiene la Dirección de la línea Que las une. La fuerza es de repulsión si las Cargas hijo de signo Igual, y de Atracción si el hijo de signo contrario.
La Constante De Proporcionalidad Depende De La Constante dieléctrica del Medio En El Que Se encuentran Las Cargas.

Desarrollo de la ley

Charles-Augustin de Coulomb  Desarrollo la balanza de torsión Con La Que determinó las Propiedades de la Fuerza electrostática. Este Instrumento coinci En Una barra Que cuelga De Una fibra Capaz de torcerse. Si la barra gira, la fibra Tiende a hacerla Regresar una posicion original, su, Con Lo Que Conociendo La Fuerza de torsión de Me fibra ejerce Sobre la barra, SE Puede DETERMINAR La Fuerza ejercida en Un Punto de la barra. La ley de Coulomb also Conocida Como ley de Cargas Tiene Que ver Con las Cargas Eléctricas materiales de la ONU, es Decir, Depende de si sos Cargas hijo o Negativas Positivas.    
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Variación de la Fuerza de Coulomb en Función de la DISTANCIA.
En la barra de la balanza, Coulomb Coloco Una Pequeña Esfera Cargada ya continuacion, un Diferentes Distancias, posicionó Otra Esfera also Cargada. LUEGO MIDIO La Fuerza de Entre Ellas observando A el angle Que Giraba la barra.
Dichas Mediciones permitieron DETERMINAR Que:
·          La fuerza de Interacción Entre dos Cargas  q_ {1} \, \! y  q_ {2} \, \! duplicación valor do magnitud si Alguna de las Cargas dobla do, la triplica si Alguna de las Cargas Aumenta do valor en el factor de la ONU de tres, sucesivamente y Asi. Concluyó entonces Que el valor de la Fuerza era Proporcional al Producto de las Cargas:
F \, \! \ Propto \, \! q_ {1} \, \!     y     F \, \! \ Propto \, \! q_ {2} \, \!
en Consecuencia:
F \, \! \ Propto \, \! q_ {1} {2} q_ \, \!
·          Si La Distancia entre Las Declinamos es  , al duplicarla, La Fuerza de Interacción Disminuye En Un factor de de 4 (2 ²); al triplicarla, Disminuye En Un factor de de 9 (3 ²) y al cuadriplicar  , La Fuerza de Entre Cargas Disminuye en factor de la ONU de 16 (4 ²). En Consecuencia, La Fuerza de Interacción Entre dos Cargas puntuales, es inversamente Proporcional al cuadrado de la DISTANCIA:r \, \!r \, \!
F \, \! \ Propto \, \! {1 \ sobre r ^ {2} \, \!}
Asociando Ambás Relaciones:
F \, \! \ Propto \, \! {Q_ {1} {2} q_ \ sobre r ^ {2} \, \!}
De Finalmente, sí introducen Una constante de Proporcionalidad párrafo Transformar la Relación anterior En Una Igualdad:
F = \ kappa {\ frac {Q_ {1} q_ {2}} {r ^ {2}}} \, \!

Enunciado de la ley

La ley de Coulomb es Contacto VALIDA SOLO EN CONDICIONES estacionarias, es Decir, Cuando No Hay Movimiento de las o Cargas, COMO CUANDO Aproximación el Movimiento en sí Realiza un VELOCIDADES los bajas y en Trayectorias rectilíneas uniformes. Es Por Ello Que es Llamada  Fuerza electrostática .
En de Términos Matemáticos, la magnitud  F \, \! de la Fuerza Que CADA uña de Las Dos Cargas puntuales  q_ {1} \, \! y  q_ {2} \, \! ejerce Sobre La Otra separadas Por Una DISTANCIA  d \, \! SE Expresa Como:
F = \ kappa {\ frac {\ left | q_ {1} {2} q_ \ right |} {d ^ {2}}} \,
Dadas dos  Cargas  puntuales  q_ {1} \, \! y  q_ {2} \, \! separadas Una DISTANCIA  d \, \! en el  Vacío , sí atraen o Repelen Entre Sí estafa Una  Fuerza  Cuya magnitud no está dada by:
F = \ kappa {\ frac {Q_ {1} q_ {2}} {d ^ {2}}} \,
La ley de Coulomb sí ExPrEsA MEJOR estafadores magnitudes  Vectoriales :
{\ Mathbf {F}} = {\ frac {1} {4 \ pi \ varepsilon}} {\ frac {Q_ {1} q_ {2}} {d ^ {2}}} {\ vec {u}} _ {d} = {\ frac {1} {4 \ pi \ varepsilon}} {\ frac {Q_ {1} {2} q_ ({\ vec {d}} _ {2} - {\ vec {d} } _ {1})} {\ | {\ vec {d}} _ {2} - {\ vec {d}} _ {1} \ | ^ {3}}} \,
Donde  \ Scriptstyle {\ vec {u}} _ {d} \, \! Es Un  vector  Unitario, SIENDO Do Dirección from La  Cargas  Que producen La Fuerza Hacia la Carga de Me experimentación.
Al aplicar this Fórmula en Ejercicio de la ONU, sí debe colocar el signo de las Cargas q1 o q2, Segun sean ESTAS Positivas o Negativas.
El exponente (de la DISTANCIA: d) de la Ley de Coulomb es, Hasta Donde se sabe Hoy en DIA, exactamente 2. Experimentalmente se sabe Que, si el exponente FUERA de la forma  (2 + \ delta) \, \!, entonces  \ Left | \ delta \ right | <10 ^ {-16} {} \, \!.
Obsérvese Que ESTO satisface La Tercera de la ley de Newton debido a implicaciones Que Que Fuerzas de Igual magnitud actuan Sobre  \ Scriptstyle q_ {1} y  \ Scriptstyle {2} q_. La ley de Coulomb es Contacto UNA Ecuación vectorial e INCLUYE EL Hecho De que la Fuerza ACTUA un lo Largo de La Línea de gremiales empre Las Cargas.

Constante de Coulomb [ editar ]

Articulo principal:  Constante de Coulomb
La constante  \ Kappa \, \! es la  Constante de Coulomb  y Su valor párr unidades  SI  es  {\ Frac {1} {4 \ pi \ varepsilon}} \, \! N m² / C ² .
Un do Vez la constante  \ Varepsilon = \ varepsilon _ {r} \ varepsilon _ {0} \, \! Donde  \ Varepsilon _ {r} \, \! es la  permitividad relativea ,  \ Varepsilon _ {r} \ geq 1 \, \!, y  \ Varepsilon _ {0} = 8,85 \ épocas 10 ^ {-12} {} \, \! F / m  es la  permitividad del Medio en el Vacío .
De Cuando El Medio de Que Rodea A Las Cargas No Es el Vacío heno Que Tener en Cuenta la  constante dieléctrica  y la  permitividad  del material.
La ecuación de la ley de Coulomb Queda FINALMENTE expresada de la siguiente Manera:
F = \ kappa {\ frac {\ left | q_ {1} \ right | \ left | q_ {2} \ right |} {r ^ {2}}} \, \!
La constante, si las unidades de las Cargas en sí encuentran en Coulomb es la siguiente  K = 9 * 10 ^ {9} N * m ^ {2} / C ^ {2} y do Resultado sueros en Sistema MKS ( ). En Cambio, si la Unidad de las Cargas estan en UES (q), la constante sí Expresa de la siguiente forma N / C K = dyn * cm ^ {2} / ues ^ {2} (q) y do Resultado estara en las unidades CGS ( ).D / UES (q)

COMPARACION Entre la Ley de Coulomb y la Ley de la Gravitación Universal de

This comparacion es Relevante ya Que Ambas Leyes dictan el Comportamiento de dos de las Fuerzas de la Naturaleza FUNDAMENTALES MEDIANTE Expresiones Matemáticas Cuya similitud es Notoria.
La  ley de la gravitación universal,  Establece Que La Fuerza de Atracción Entre dos masas es directly Proporcional al Producto de las Mismas e inversamente Proporcional al cuadrado de la DISTANCIA Que las separación. Expresándolo matemáticamente:
F = G {\ frac {m_ {1} m_ {2}} {r ^ {2}}} \,
SIENDO:
G = 6,67 \ cdot 10 ^ {-11} {} \ {\ text {N}} \ cdot {\ text {m}} ^ {2} \ cdot {\ texto {kg}} ^ {{-2 }} \, la  constante de gravitación universal, ,
m_ {1}, \ m_ {2} \, las masas de los Cuerpos en Cuestión y
r \, La Distancia Entre Los Centros De Las masas.
A Pesar del chocante PARECIDO en las Expresiones de Ambas Leyes sí encuentran dos differences Importantes. La Primera es Que en el Caso de la Gravedad no en sí de han podido OBSERVAR masas de signo DIFERENTE COMO SUCEDE en el Caso de las Eléctricas Cargas, y La Fuerza de Entre masas del siempre es ATRACTIVA. La Segunda Tiene Que ver Con Los Órdenes de magnitud de la Fuerza de Gravedad y de la Fuerza Eléctrica. Para aclararlo analizaremos de como actuan Ambas empre sin protón y electrón de la ONU en el Átomo de Hidrógeno. La Separación PROMEDIO Entre el electrón y el protón es de 5,3 · 10 -11  m . La Carga del electrón y la del protón valen   y   respectivamente y Sus masas hijo   y  . Sustituyendo el los Datos:e ^ {-} = 1,6 \ épocas 10 ^ {-19} {} C \, \!p ^ {+} = 1,6 \ épocas 10 ^ {-19} {} C \, \!m_ {{e ^ {-}}} = 9,11 \ épocas 10 ^ {-31} {} kg \, \!m_ {{p ^ {+}}} = 1,67 \ épocas 10 ^ {-27} {} kg \, \!
F_ {E} = \ kappa {\ frac {Q_ {1} q_ {2}} {r ^ {2}}} = 8,99 \ épocas 10 ^ {{9}} {\ frac {Nm ^ {2} } {C ^ {2}}} {\ frac {| -1,6 \ times 10 ^ {-19} {} C | \ times | 1,6 \ times 10 ^ {-19} {} C |} { 5,3 \ times 10 ^ {-11} {} m ^ {2}}} = 8,2 \ times 10 ^ {-8}} {N \, \!
F_ {G} = G {\ frac {m_ {1} m_ {2}} {r ^ {2}}} = 6,67 \ épocas 10 ^ {-11} {} {\ frac {Nm ^ {2} } {kg ^ {2}}} {\ frac {9,11 \ times 10 ^ {-31} {} kg \ épocas 1,67 \ times 10 ^ {-27}} {kg} {5,3 \ times 10 ^ {-11} {} m ^ {2}}} = 3,6 \ times 10 ^ {-47} {} N \, \!.
Al comparar Resultados en sí observación Que La Fuerza Eléctrica es de UNOS 39 Órdenes de magnitud superiores a la Fuerza gravitacional. Lo Que ESTO representación Puede Ser ilustrado MEDIANTE UN EJEMPLO muy llamativo. 1  C  Equivale a la Carga Que Pasa en 1  s  porción Cualquier punto porción conductor de la ONU de El Que circula Una Corriente de Intensidad 1  A  constante. In Viviendas estafadores Tensiones De 220  ​​V rms , ESTO Equivale a la ONU Segundo De Una bombilla de 220  ​​W  (120 W párr Las Instalaciones Domésticas De 120 V rms ).
Si FUERA Posible concentrar la mencionada Carga en dos points estafa Una Separación de 1 metro, La Fuerza de Interacción seria:
F_ {E} = \ kappa {\ frac {Q_ {1} q_ {2}} {r ^ {2}}} = 8,99 \ épocas 10 ^ {{9}} {\ frac {Nm ^ {2} } {C ^ {2}}} {\ frac {\ épocas 1C 1C} {{1m} ^ {2}}} = 9 \ times 10 ^ {9} N \, \!
o mar, ¡916 Millones de  kilopondios , o el peso De Una masa de CASI Un Millon de  TONELADAS  (teragramo des)!. Cuentos de Si Cargas sí pudieran concentrar de la forma indicada Más arriba, sí alejarían Bajo la Influencia of this Enorme Fuerza. De Si of this hipotética Disposición de Cargas resultan Fuerzas Enormes bronceado, ¿Por Qué No Se observan despliegues Dramáticos debidos a Las Fuerzas Eléctricas? La Respuesta en general es Que en Un Punto de dado de Cualquier conductor Nunca heno Demasiado alejamiento de la Neutralidad Eléctrica. La Naturaleza Nunca acumula sin Coulomb de Carga en punto un.



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