¿Cuál es la definición de la ley de Coulomb?
La fuerza entre dos partículas cargadas es perfectamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. La dirección de la interacción entre las cargas está determinada por la línea recta que pasa por ambas cargas. Dos cargas con valores iguales se repelen, mientras que las cargas con valores opuestos se atraen.
La ley de Coulomb define el valor de la fuerza electrostática que actúa entre dos cargas. En su forma básica, la ley de Coulomb se aplica a cargas puntuales, pero también puede aplicarse a dos esferas con carga uniforme.
Esta ley se publicó en 1785, después de muchos intentos meticulosos de medición. Couloub realizó sus investigaciones con la llamada "balanza de torsión". Se trataba de un instrumento similar al que se utilizó varios años después para medir las fuerzas gravitatorias.
La fórmula de la Ley de Coulomb:
Fc=k(q1q2/R2
donde Fc = fuerza electrostática
k = constante electrostática
q1 = carga eléctrica del primer objeto
q2 = carga eléctrica del segundo objeto
r = la distancia entre las cargas o entre los centros de las esferas cargadas uniformemente
¿Cuál es el valor de la fuerza electrostática?
A pesar de ser imperceptible en el día a día, la fuerza electrostática es grande. Las fuerzas entre las partículas, el electrón y el protón, son mucho mayores que las fuerzas gravitatorias. Sin embargo, en el mundo real, la situación es exactamente la contraria. Es mucho más fácil percibir la fuerza gravitatoria que la fuerza electrostática, principalmente porque las cargas observadas suelen estar equilibradas y tienen una carga igual a cero. En cambio, las fuerzas que interactúan entre protones y electrones actúan de forma microscópica e inaccesible para el ojo humano.
Se sabe que la fuerza aumenta con el valor de las cargas y la disminución de la distancia entre ellas.
La fuerza de Coulomb es una cantidad vectorial.
Coulomb descubrió que la carga tiene esencialmente dos naturalezas: positiva y negativa. El hecho de que se atraigan o se repelan depende de las cargas de que se trate. Todavía hoy se sabe que los objetos con la misma carga que otro objeto -ya sea positiva o negativa- se repelen. En cambio, los objetos con cargas diferentes se atraen. La fuerza estudiada por Coulomb, por tanto, actúa en dos direcciones. ¿Pero qué ocurre si hay más de dos objetos? ¿En qué dirección actuaría entonces la fuerza? Para ello, al presentar la fórmula de la fuerza electrostática, el descubridor de la ley incluyó un componente adicional a la ecuación, que es un indicador de la posición de una carga específica y diferente.
La historia antes del descubrimiento de la ley de Coulomb
Ya en la antigüedad se sabía que al frotar el ámbar contra la piel, el ámbar adquiría la capacidad de atraer objetos más pequeños. A través de muchas investigaciones sobre este fenómeno, fue posible acumular cargas cada vez más grandes y transferirlas de un objeto a otro mediante el tacto. Todos los conocimientos anteriores se limitaban a una serie de experimentos con objetos ordinarios hasta el descubrimiento realizado por Charles Coulomb.
Dentro de un recipiente de cristal, suspendió una aguja en un hilo fino. En un extremo colocó una esfera de latón y en el otro un contrapeso. Esto servía para mantener la aguja en equilibrio. Luego colocó una segunda esfera cargada en el recipiente. Cuando las dos esferas entraron en contacto, las cargas se dividieron entre ellas y comenzaron a repelerse. Midiendo el ángulo de la aguja en diferentes condiciones experimentales, pudo describir la interacción entre las cargas de la fuerza. Esto le llevó a formular una ley.
Gracias al descubrimiento de Charles Coulomb, el mundo adquirió un gran conocimiento sobre las diversas aplicaciones posibles de las fuerzas electrostáticas. Estas fuerzas se utilizan en muchas industrias. El ejemplo más sencillo son los electroimanes, que se utilizan en muchas ramas de la economía. Hoy en día, es difícil imaginar el mundo sin este invento y es gracias a él (entre otros) que el físico francés Charles Coulomb, escribió sus notas "de oro" en la historia de la física para siempre.
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