En el nonagésimo de En el nonagésimo de San Juan Bautista San Juan Bautista
De La SalleDe La Salle
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LABORATORIO DE LABORATORIO DE FISICAFISICAIng. Renato Luna S.
Profesor de Física
ElectroestáticaElectroestática
Charles CoulombCharles Coulomb
1736-18061736-1806
LOS CIENTÍFICOS LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRAY SU OBRA
Ley de interacción Ley de interacción de cargas eléctricasde cargas eléctricas
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
Lo que se dice Lo que se dice en la calle….en la calle….
“La carga “La carga eléctrica se eléctrica se
CONSUME en CONSUME en los circuitos”los circuitos”
“Los cuerpos “Los cuerpos neutros No neutros No
poseen cargas”poseen cargas”
Lo que propone la Lo que propone la Ciencia…Ciencia…
““La carga eléctrica La carga eléctrica se CONSERVA”se CONSERVA”
““Los cuerpos Los cuerpos neutros poseen el neutros poseen el MISMO número de MISMO número de cargas positivas cargas positivas que negativas”que negativas”
EXPOSICIÓN “LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA”EXPOSICIÓN “LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA”
“… la interacción de cargas sigue la misma ley que la interacción de
masas...”RelsingRelsing
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
CARGA ELÉCTRICA
es una
propiedad de la materia
hay dos tipos
positivanegativa
la interacción de cargas en reposo provoca los
FENÓMENOS ELECTROSTÁTICOS
atracción-repulsión
se mide en
Coulombios
1C = 6.24 .10 18 e-
se
CONSERVA
protón es la unidad de
carga positiva, electrón es la
unidad de carga negativa
“hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
ELECTRIZACIÓN
es el procedimiento para que un cuerpo adquiera
CARGA ELÉCTRICA NETA
positiva negativa
se consigue por
frotamiento influencia
contacto
“hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
FROTAMIENTO
si frotamos dos cuerpos neutros
Cuerpo A Cuerpo B
con
cede electrones gana electrones
¡son los mismos!queda electrizado POSITIVO
queda electrizado NEGATIVO
¡LA CARGA SE CONSERVA!
“hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
CONTACTO
si ponemos en contacto dos cuerpos
Cuerpo neutro A Cuerpo positivo B
con
cede electrones gana electrones
¡son los mismos!queda electrizado POSITIVO
queda electrizado POSITIVO
¡LA CARGA SE CONSERVA!
“hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
CONTACTO
si ponemos en contacto dos cuerpos
Cuerpo negativo A Cuerpo neutro B
con
cede electrones gana electrones
¡son los mismos!queda electrizado NEGATIVO
queda electrizado NEGATIVO
¡LA CARGA SE CONSERVA!
“hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
INFLUENCIA
si ponemos cerca sin tocarse dos cuerpos
Cuerpo positivo A Cuerpo neutro B
de
atrae a los electrones del neutro que se desplazan lo
más cerca posible
se produce un DIPOLO TEMPORAL
Con cargas LOCALIZADAS que pueden INTERACTUAR con
otros cuerpos cargados
Su CARGA NETA sigue
siendo NULA
“…hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas…”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
INFLUENCIA
si ponemos en cerca sin tocarse dos cuerpos
Cuerpo negativo A Cuerpo neutro B
de
repele a los electrones del neutro que se desplazan lo
más lejos posible
se produce un DIPOLO TEMPORAL
Con cargas LOCALIZADAS que pueden INTERACTUAR con
otros cuerpos cargados
Su CARGA NETA sigue
siendo NULA
“…hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas…”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
INFLUENCIA
si ponemos cerca sin tocarse dos cuerpos
+ - + - + -
En el cuerpo neutro, se produce un DESDOBLAMIENTO DE CARGAS que pueden INTERACTUAR con otros cuerpos cargados
¡movimiento de
electrones!
¡movimiento de
electrones!
“hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
TOMA DE TIERRA
si conectamos a tierra un cuerpo electrizado
¡el cuerpo se neutraliza!
+-
e-
el positivo recibe
electrones
el negativo cede electrones
La carga se conserva
e-
“hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
CHARLES COULOMBCHARLES COULOMB
LEY DE COULOMBLEY DE COULOMB
de interacción de cargasde interacción de cargas
“Las cargas eléctricas, se atraen o repelen con una fuerza directamente proporcional al producto de ellas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia que las separa”
“La fuerza electrostática depende del medio”
“La interacción de CARGAS es similar a la interacción de MASAS”
“hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
COULOMBCOULOMB
INTERACCIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS
CARGAS DE DISTINTO SIGNO
q1 q2
+ -
CARGAS DE IGUAL SIGNO
q1 q2
+ +
F21 F12 F21 F12
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
221
r
qqkF
221
r
qqkF
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
Coulomb 1736-1806 Newton 1642-1727
Interacción de cargas Interacción de masas
M1 M 2
q1 q2
F21 F12
+ -
F21 F12
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
221
r
qqkF
221
r
mmGF
LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRALOS CIENTÍFICOS Y SU OBRA
Fuerzas electrostáticas ATRACTIVAS O
REPULSIVAS
Fuerzas gravitatorias ATRACTIVAS
Masas de un solo tipoCargas de dos tipos, positivas y negativas
K depende del medio, F depende
del medio
G no depende del medio, F no
depende del medio
Si tomamos como unidad los valores de cargas,
masas y distancia, obtenemos para la fuerza electrostática en el vacío
un valor de 9 . 10 9 Newton y para la fuerza
gravitatoria un valor de 6.67 . 10 -11 Newton.
F electrostática
F gravitatoria
= 1.35 .10 20
¡La fuerza electrostática es mucho mayor que la gravitatoria!
Isaac Newton
1642-1727
Charles Coulomb
1736-1806
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física
221
r
qqkF 2
21
r
mmGF
PROPIEDADES DEL PROTON, NEUTRON Y ELECTRON
Tabla de valores
PARTICULAPARTICULA SIMBOLOSIMBOLO CARGACARGA MASAMASA
ProtónProtón pp+e 1,6.10+e 1,6.10‑19‑19
[C][C]1,673*101,673*10‑27‑27
[Kg][Kg]
NeutrónNeutrón nn 001,675*101,675*10-27-27
[Kg][Kg]
ElectrónElectrón ee-e 1,6.10-e 1,6.10‑19‑19
[C][C] 9,11 *109,11 *10-31-31 [Kg] [Kg]
UNIDADES ELECTRICAS
MAGNITUD SISTEMA S.I. SISTEMA C.G.S
FUERZA (newton) [N] 1.105 [dn]
CARGA (coulomb) [C] 3.109 [ues]
DISTANCIA (metros)
[m] 1.102 [cm]
CONSTANTE K 9.109[N.m²]/C² 1.[dn.cm²]/ues²]
CTE DE GRAVITACION 6,67.10-11 [N.m²]/kg² 6,67.10-8 [dn.cm²]/g²
RELACIONES DE LA FUERZA ELECTRICA
2r
MmGF
2
2
r
mvF
gmw
221
4
1
r
qqF
o
amF
2121085,8
mN
Co
Charles Coulomb (1736-1806)Charles Coulomb (1736-1806)
Físico e Ingeniero militar francés, sirvió durante nueve años en el ejército de Francia pero un deterioro de su salud lo obligó a regresar a París en donde reorientó sus actividades hacia la investigación científica.
En 1795 fue nombrado miembro del Instituto de Ciencias de Francia, en donde escala posiciones hasta llegar a ser Inspector General de la Instrucción Pública.
Fueron difíciles las experiencias vividas por Charles Augustin de Coulomb para ejercer la práctica de científico investigador durante los turbulentos períodos revolucionarios que le tocó vivir en Francia.
Nacido de una familia de posición social y económica alta, no obstante, y debido a las peculiares características de sus padres, vivió períodos de indigencia.
Aunque se le conocen muchísimos trabajos sobre mecánica aplicada, sin embargo, la historia lo reconoce con excelencia por su trabajo matemático sobre la electricidad concretamente formulando la ley de interacción de cargas eléctricas conocida como «Ley de Coulomb».
Su investigación sobre la electricidad y el magnetismo permitió que este área de la física saliera de la filosofía natural tradicional y se convirtiera en una ciencia exacta. En reconocimiento a su trabajo, la unidad de carga eléctrica se llama CULOMBIO.
LOS CIENTÍFICOS Y LOS CIENTÍFICOS Y SU OBRASU OBRA
“hizo que la electricidad y el magnetismo se consideraran ciencias exactas”
Colegio De La Salle
Laboratorio de Física