UNAM
Vínculo curricular
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Vínculo curricular

ASIGNATURA: FÍSICA III

Cuarta unidad: Interacciones eléctricas y magnéticas. Fenómenos luminosos.

4.3 Ley de Coulomb. Campo eléctrico.

Aprendizajes esperados:

  • Conocer las propiedades de las cargas eléctricas.
  • Comprender la Ley de Coulomb.
  • Comprender que la fuerza es un vector compuesto de magnitud, dirección y sentido.
Recurso educativo desarrollado para el plan de estudios de la ENP de la UNAM. Versión 1.0.0
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CRÉDITOS

Coordinación de Innovación y Desarrollo

  • Clara López Guzmán Coordinación del Proyecto Tecnologías en el Aula
  • Alejandra Velázquez Castañeda Integración de Recursos Educativos

Dirección General de Cómputo y de Tecnologías de Información y Comunicación

  • Pablo Enrique Zenil Rivas Desarrollo de sistemas
  • Guillermo Romero Rosales Apoyo a desarrollo de sistemas
  • Cristina Salgado Ceballos Diseño gráfico
  • Angélica Arano Díaz Apoyo a diseño gráfico
  • Lidice Mayari Quevedo Rodríguez Merary Yamel Vázquez Muñoz Diseño didáctico
  • Gloria Lagunes Herrera Apoyo a diseño didáctico
  • Alfredo Villegas Montejo Alejandra Cecilia Lorenzana Ramos Corrección de estilo
  • Rebeca Valenzuela Argüelles Coordinación de diseño didáctico
  • Mario Alberto Hernández Mayorga Coordinación del desarrollo
  • Teresa Vázquez Mantecón Coordinación del proyecto
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Bibliografía

Ley de Coulomb

Entrar
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  • Con este simulador podrás experimentar la fuerza que existe entre partículas cargadas eléctricamente.
  • La primera carga que añadas aparecerá con color verde.
  • Conforme vayas poniendo cargas, la magnitud de la fuerza que veas en la parte inferior del simulador será la suma de las magnitudes de las fuerzas que actúan sobre ella.
  • Al mover alguna carga, aparecerá brevemente la distancia que la separa de la carga verde.
INSTRUCCIONES
CARGA

MAGNITUD
Agregar carga
  • Te sugerimos estos experimentos:
  • Coloca dos cargas positivas.
  • Coloca dos cargas negativas.
  • Coloca una carga positiva y una negativa.
  • Coloca dos cargas con valores iguales y una con valor distinto.
  • Coloca tres cargas con valores distintos.
  • Modifica la distancia entre las cargas.
Distancia a la carga de prueba: m
Fuerza: N
LIMPIAR
Si tenemos dos cargas con signos iguales y el mismo valor que se encuentran separadas.
cargas
¿Cuál es la interacción de las cargas?
¿Cuál es la dirección de la fuerza?
¿Qué pasa con la magnitud de la fuerza si disminuyes la distancia entre las cargas?
¿Qué pasa con la magnitud de la fuerza si aumentas el valor de las cargas?





r e v i s a r
Si tenemos dos cargas con signos opuestos y diferentes valores que se encuentran cerca.
cargas
¿De qué tipo es la interacción de las cargas?
¿En qué sentido opera la fuerza?
¿Qué pasa con la magnitud de la fuerza si aumentas la distancia entre las cargas?
¿Qué pasa con la magnitud de la fuerza si sólo aumentas el valor de la carga positiva?






r e v i s a r
siguiente
cargas
¿Influyen las fuerzas de las demás cargas sobre la fuerza de la carga 1?

¿Por qué?

r e v i s a r
anterior
realimentación En síntesis
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La fuerza eléctrica es un vector que posee dirección, magnitud y sentido.
  • Si las cargas tienen el mismo signo, la fuerza es de repulsión; si las cargas tienen signos opuestos, la fuerza es de atracción.
  • La dirección de la fuerza que actúa sobre dos cargas siempre está en la dirección de la recta que las une. Si hay más de dos cargas, la dirección de la fuerza está en la resultante de la suma vectorial.
  • La magnitud de la fuerza depende de dos factores:
    • Los valores de las cargas.
    • La distancia entre las cargas.
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La fuerza es un vector, cuando un conjunto de cargas ejerce fuerza sobre una carga, la fuerza neta de esa carga es la suma vectorial de las fuerzas individuales.
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SÍNTESIS

Coulomb estudió, a través de una serie de experimentos, la relación entre la fuerza eléctrica y las cargas. Descubrió que la fuerza entre dos cargas es:
  • Directamente proporcional al producto del valor de sus cargas
  • Inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa
En la simulación observaste justamente como actúa la ley de Coulomb al manipular las cargas. La fuerza que se desarrolla entre las cargas depende de la distancia que las separa y esta aumenta con el valor de cada carga.
Recuerda que la fuerza es un vector. Esto significa que tiene tres características importantes:
  • Tiene una magnitud, que es el tamaño de la interacción.
  • Actúa en una dirección específica. Si sólo hay dos cargas, la interacción está en la línea que las une, pero si hay más cargas, para encontrar la dirección de la fuerza debes sumar vectorialmente cada una de las interacciones.
  • El sentido de la fuerza depende del signo del producto de las cargas. Si éste es negativo la fuerza es de atracción pero si el resultado es positivo la fuerza es de repulsión.
La ley de Coulomb se expresa mediante la siguiente fórmula:
formula
→F = Fuerza ejercida entre las cargas
  K = Constante de proporcionalidad
→r2 = Distancia entre las cargas
  q1 = Cantidad de carga de una partícula
  q1 = Cantidad de carga de otra partícula
formula
a) Si q1 y q2 tienen el mismo signo, las fuerzas son de repulsión y la fuerza que actúa sobre cada cuerpo cargado provoca que las cargas se alejen.
formula
b) Si q1 y q2 tienen signos opuestos, las fuerzas son atractivas y la fuerza ejercida sobre cada cuerpo hace que las cargas se junten.
Toma en
cuenta
que
La ley de Coulomb es similar a la ley de gravitación universal. Una gran diferencia entre las dos leyes es que la gravedad siempre es una fuerza atractiva, mientras que la fuerza eléctrica puede ser atractiva o repulsiva. La carga eléctrica viene en dos tipos, positiva y negativa; la masa gravitacional sólo es positiva.

Eric Rogers.

La ley de Coulomb.

En este video se demuestra la ley de Coulomb a través de una serie de experimentos.

A partir del minuto 2 al minuto 6, disponible en:

http://www.youtube.com/ watch?v=ACZcAHJHdUw

Gutiérrez, C. (2009).

Física General.

México: McGraw-Hill.

En el capítulo 20 encontrarás una explicación detallada de lo que consiste la ley de Coulomb y como resolver problemas que involucran a esta ley.

Disponible en:

http://unam.libri.mx/libro.php?libroId=589

Eduardo, Piña.

Cacería de cargas.

Capítulo sobre el conjunto de propiedades fundamentales de las cargas eléctricas.

Disponible en:

http://bibliotecadigital.ilce.edu .mx/sites/ciencia/volumen1/ ciencia2/44/htm/sec_3. html