El concepto
* Ley de Coulomb: La fuerza entre dos objetos cargados es directamente proporcional al producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre sus centros.
Representación matemática
* f =k * (q1 * q2) / r²
* f: Fuerza (en Newtons)
* k: Constante de Coulomb (aproximadamente 8.98755 × 10⁹ N⋅m²/c²)
* Q1 y Q2: Cargas de las esferas (en coulombs)
* r: Distancia entre los centros de las esferas (en metros)
Puntos clave
* Ley de cuadrado inverso: A medida que aumenta la distancia entre las esferas, la fuerza entre ellas disminuye rápidamente. Duplicar la distancia reduce la fuerza a un cuarto su valor original.
* Atracción versus repulsión: Si las esferas tienen cargas del mismo signo (ambos positivos o ambos negativos), la fuerza es repulsiva (se separan entre sí). Si tienen cargas opuestas, la fuerza es atractiva (se unen entre sí).
Ejemplo
Digamos que tienes dos esferas:
* Esfera 1:carga de +2 µC (micro coulombs)
* Esfera 2:carga de -3 µC
* Distancia entre sus centros:0.5 metros
Para calcular la fuerza entre ellos:
1. Convertir cargas a coulombs:
* +2 µC =2 × 10⁻⁶ C
* -3 µC =-3 × 10⁻⁶ C
2. Conecte los valores a la ley de Coulomb:
* F =(8.98755 × 10⁹ N⋅m² / C²) * (2 × 10⁻⁶ C) * (-3 × 10⁻⁶ C) / (0.5 m) ²
3. Calcular: F =-0.2157 N (el signo negativo indica una fuerza atractiva)
Encontrar la distancia
Si conoce la fuerza y las cargas, puede reorganizar la ley de Coulomb para resolver la distancia:
* r =√ (k * (q1 * q2) / f)
en resumen
La distancia entre dos esferas cargadas es un factor crucial que determina la fuerza de interacción entre ellas. Comprender la ley de Coulomb le permite calcular la fuerza o la distancia dados los otros parámetros.
