La ley de Coulomb establece que la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. La fuerza puede ser de atracción si las cargas son de signo opuesto o de repulsión si son del mismo signo. La fuerza total sobre una carga es la suma vectorial de las fuerzas individuales ejercidas por cada una de las demás cargas presentes.

1. ELECTROSTÁTICA
1 Fuerza eléctrica y ley de Coulomb

2. FUERZA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB
 Fuerza eléctrica: fuerza de atracción o de
repulsión entre las cargas dependiendo de su
naturaleza (signo) definida por Charles Augustin de
Coulomb (1784),
LEY DE COULOMB
k es la constante de Coulomb igual a 8,9875  109
 0 es la permitividad del vacío igual a 8,8542  1012
qQ  1 qQ  Q y q son las magnitudes de las cargas eléctricas
F k r  2 r
r 2
4 0 r r es la separación entre las cargas, en metros.

r es un vector unitario que indica la dirección de
la fuerza y va dirigido desde q hacia Q
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3. FUERZA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB
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4. FUERZA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB
 Ejemplo: Dos cargas puntuales de 5,0μ C = 5,0 x 10-6 C y
-2,0μ C = -2,0x10-6 C se encuentran separadas una distancia
de 10 cm.
a. Calcular la magnitud de la fuerza eléctrica entre ellas.
b. Esta fuerza, ¿es de atracción o de repulsión?
qQ 
F  k 2 r  8,9875  109
5,0 x106 C  2,0x106 C   8,98N
 0,1m 
2
r
R//
a. Por tanto, la magnitud de la fuerza eléctrica entre las
partículas cargadas es 8,98 N .
b. Como una de las cargas es positiva y la otra negativa, la
fuerza eléctrica es de atracción.
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5. FUERZA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB
 Según la tercera ley de
Newton, si la carga q ejerce
una fuerza sobre la carga Q
(FqQ), esta a su vez ejercerá
una fuerza de igual
magnitud y dirección
contraria sobre q (FQq)
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6. FUERZA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB
 Si existen varias cargas la
fuerza total o fuerza neta
será la suma vectorial de
las fuerzas individuales.
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7. FUERZA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB
 Ejemplo: Tres partículas se encuentran ubicadas en las
esquinas de un triángulo rectángulo, como se muestra en la
figura
a. Realicemos un diagrama vectorial de las fuerzas que
actúan sobre la partícula 3.
b. Determinemos la magnitud de la fuerza eléctrica que
ejercen las partículas 1 y 2 sobre la partícula 3, si sus
cargas son: q1 =3μ C, q2 = 3μ C y q3 = -2,0μ C.
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8. FUERZA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB
R// Las cargas 1 y 2 son
positivas y la 3 es
negativa, razón por la cual
la fuerza que ejercen las
dos primeras sobre la
tercera es de atracción.
Tomando el origen del
sistema de coordenadas en
la partícula 3, el diagrama
vectorial de fuerzas nos
queda:
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9. FUERZA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB
R// La magnitud de la fuerza que la carga 1 ejerce sobre la 3 es:
  3  l0-6 C  2  l0-6 C  
F13 =  8,9875  109     0, 22 N
 0,5m 
2

 

  3  l0-6 C  2  l0-6 C  
F23 =  8,9875  109     0, 22 N
 0,7m 
2

 

La fuerza total sobre la carga 3 es F3 = F13 + F23 como F es
un vector, se tiene que:
F3X = (F13 sen45°) = (0,11N sen45°) = 0,08 N
F3Y = - (F23 cos45°) – (F13 ) = (0,11N cos45° + 0,22N) = - 0,29 N
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10. FUERZA ELÉCTRICA Y LEY DE COULOMB
E l vector fuerza sobre la partícula 3 es: F3 = 0,08NX - 0,29NY
La magnitud de la fuerza sobre la partícula 3 es:
F3 = (0,08)2  (0,29)2 = 0,3N
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