Ley de Coulomb Describe la fuerza entre las cargas de dos puntos. En el vacío, la fuerza viene dada por:
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F =K * Q1 * Q2 / R^2
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dónde:
* f es la fuerza electrostática
* k es la constante de Coulomb (aproximadamente 8.98755 × 10^9 n⋅m^2/c^2)
* Q1 y Q2 son las magnitudes de las cargas
* r es la distancia entre las cargas
Cuando un medio (como el aire, el agua o un material dieléctrico) está presente entre las cargas, la fuerza entre ellas se modifica. La razón es que las partículas constituyentes del medio (átomos o moléculas) pueden ser polarizadas por el campo eléctrico de las cargas. Esta polarización crea un campo eléctrico opuesto dentro del medio, lo que reduce efectivamente el campo eléctrico neto experimentado por las cargas.
El efecto del medio se captura por una cantidad llamada permitividad (ε). Es una medida de la facilidad con que se puede polarizar un medio. La permitividad del vacío se denota como ε₀ (aproximadamente 8.854187817 ... × 10^-12 f/m).
La ley modificada de Coulomb en un medio es:
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F =K * Q1 * Q2 / (ε * r^2)
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Puntos clave:
* Mayor permitividad significa una fuerza más débil: La fuerza entre las cargas disminuye a medida que aumenta la permitividad del medio.
* Constante dieléctrica: La permitividad relativa (ε_r) es la relación de la permitividad del medio a la permitividad del vacío (ε_r =ε / ε₀). Esta cantidad adimensional nos dice cuánto más fuerte o más débil se compara la fuerza con la fuerza en el vacío.
* Ejemplos comunes:
* El aire tiene una permitividad relativa de aproximadamente 1.00059, lo que significa que la fuerza es casi la misma que en el vacío.
* El agua tiene una permitividad relativa de aproximadamente 80, por lo que la fuerza entre las cargas en el agua se reduce significativamente.
En resumen, la presencia de un medio entre las cargas afecta la fuerza entre ellos al reducirla. Este efecto se cuantifica por la permitividad del medio, que refleja su capacidad de ser polarizado.
