Repulsión y atracción
NM4
Física
Electricidad y magnetismo
Introducción
• Antes de profundizar en torno al
fenómeno de atracción y repulsión,
haremos un poco de historia.
• El concepto utilizado para referirse a
las cargas eléctricas es
relativamente nuevo.
• Fue Alessandro Volta en 1793 quien
lo introdujo por primera vez. Sin
embargo, ya en Grecia se conocían
las manifestaciones eléctricas del
ámbar que consiste en su capacidad
para atraer pequeños trozos de paja
al frotarse.
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Física
Alessandro Volta
Introducción
• El francés Charles du Fay, en 1733, se
encontraba experimentando con electricidad
estática y descubrió que dos bolas de corcho
electrizadas respectivamente con varillas
frotadas de vidrio y resina, se repelían. De lo
anterior dedujo que habían dos fluidos
eléctricos distintos, a los cuales llamó
electricidad vítrea y electricidad resinosa.
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Física
Introducción
• La hipótesis elaborada por Du Fay fue
rechazada por Franklin en 1752,
argumentando que había un único
fluido, que podía encontrarse en los
cuerpos por exceso o por defecto,
siendo la atracción resultado de poner
en contacto el exceso con el defecto y
la repulsión resultado de conectar
Benjamin Franklin exceso con exceso o defecto con
defecto. Aun siendo falso el
argumento, acertó al nombrarlas
electricidad positiva y negativa.
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Introducción
• Lo que se conocía con cierta certeza eran las
características de las cargas.
• Si tenemos dos cargas iguales, ya sea
positivas o negativas, estas se repelen.
• Si tenemos dos cargas distintas, es decir una
positiva y otra negativa, estas se atraen.
+ +
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Física
+
Introducción
• La carga eléctrica, es una característica
de cualquier partícula que participa en
la interacción electromagnética. La
unidad de carga eléctrica en el Sistema
Internacional de unidades es el
culombio, C.
• Existen dos tipos de cargas:
– La carga positiva.
– La carga negativa.
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Física
Introducción
• Aun así, los científicos de la época (siglo
XVIII) hablaban del concepto de cargas y
señalaban que estas estaban relacionadas
entre sí por una fuerza. Pero ningún científico
halló la forma de relacionarlas
matemáticamente.
• No fue hasta 1785 que un científico relacionó
las cargas con la fuerza.
• Ese científico fue Charles Coulomb.
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Física
Charles Coulomb
• Físico e ingeniero militar francés, nació en
Angulema, Francia, en 1736 y murió en
París en 1806.
• Después de pasar nueve años en las
Indias Occidentales como ingeniero
militar, regresó a Francia con la salud
maltrecha. Tras el estallido de la
Revolución Francesa, se retiró a su
pequeña propiedad en la localidad de
Blois, donde se consagró a la
investigación científica. En 1802 fue
nombrado inspector de la enseñanza
pública.
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Física
Charles Coulomb
• Influido por los trabajos
del inglés Joseph
Priestley sobre la
repulsión entre cargas
eléctricas del mismo
signo, desarrolló un
aparato de medición de
las fuerzas eléctricas
involucradas en la ley de
Priestley, y publicó sus
resultados entre 1785 y
1789.
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Física
Ley de Priestley
“La fuerza que se
ejerce entre las
cargas eléctricas
varía
inversamente
proporcional a la
distancia que la
separan”.
Ley de Coulomb
• Mediante una balanza de torsión,
Coulomb encontró que “la fuerza de
atracción o repulsión entre dos cargas
eléctricas puntuales es inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia
que las separa.”
• Coulomb además expresó lo anterior de
forma matemática.
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Física
Ley de Coulomb
• La expresión matemática de lo anterior sería:
F = K · Q1 · Q2
r²
En donde:
•
• K es una constante que depende del medio.
En el sistema internacional el valor de K
corresponde a 9 ·109 Nm2/C2.
• Q1 es la carga 1.
• Q2 es la carga 2.
• r es la distancia entre las cargas.
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Física
Ejemplo 1
• Determine la fuerza que existe entre dos
cargas: Q1 = 2 · 10-4 C; Q2 = 4 · 10-6 C;
r = 0,1 m.
• Aplicando la fórmula tenemos que:
F = 9 ·109 · 2 · 10-4 · 4 · 10-6
0,1²
F = 720 N
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Ejemplo 2
• Determine la fuerza que existe entre dos
cargas: Q1 = 3 · 10-3 C; Q2 = 2 · 10-5 C;
r = 10 m.
• Aplicando la fórmula tenemos que:
F = 9 ·109 · 3 · 10-3 · 2 · 10-5
10²
F = 5,4 N
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