Calculadora de la ley de Coulomb

Ley de Coulomb

Dos cargas eléctricas en reposo ejercen una fuerza entre sí. Su magnitud es proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa:

F = k × |q₁| × |q₂| / r²

k es la constante de Coulomb, k = 1 / (4 × π × ε₀) = 8,9876 × 10⁹ N·m²/C². Las cargas se expresan en culombios (C), la distancia en metros y la fuerza en newtons.

¿Atracción o repulsión?

Las cargas del mismo signo, ambas positivas o ambas negativas, se repelen. Las de signos opuestos se atraen. La fórmula da la magnitud de la fuerza y los signos indican su sentido. La fuerza actúa a lo largo de la recta que une las cargas y, según la tercera ley de Newton, tiene la misma magnitud sobre ambas.

Ejemplo

Para cargas de 3 µC y −5 µC separadas 20 cm, F = 8,9876 × 10⁹ × 3 × 10⁻⁶ × 5 × 10⁻⁶ / 0,2² = 3,37 N. Como los signos son opuestos, la fuerza es de atracción. Al reducir la distancia a la mitad, la fuerza se multiplica por cuatro.

Atención a las unidades

Los problemas suelen dar las cargas en microculombios (1 µC = 10⁻⁶ C) o nanoculombios (1 nC = 10⁻⁹ C), y las distancias en centímetros. Hay que convertirlas a culombios y metros antes de aplicar la fórmula. La calculadora lo hace automáticamente. Para problemas a escala atómica puedes elegir la carga elemental (e = 1,602 × 10⁻¹⁹ C) como unidad.

Límites

La ley se aplica a cargas puntuales en reposo. Si el medio no es el vacío o el aire, la fuerza se divide entre la permitividad relativa del medio. Con más de dos cargas hay que sumar las fuerzas como vectores, mientras que esta herramienta calcula un solo par.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula la fuerza eléctrica entre dos cargas?

Por ejemplo, la ley de Coulomb da una fuerza de repulsión de 0,7989 N entre cargas de 2 µC y 4 µC separadas 30 cm en un medio de permitividad relativa 1. Se aplica a cargas puntuales en reposo. Las fuerzas debidas a otras cargas deben sumarse como vectores.

Calcular con estos valores