jueves, 31 de marzo de 2011
Limitaciones de la Ley de Coulomb
- La expresión matemática solo es aplicable a cargas puntuales estacionarias, y para casos estáticos más complicados de carga necesita ser generalizada mediante el potencial electrico .
- Cuando las cargas eléctricas están en movimiento es necesario reemplazar incluso el potencial de Coulomb por el potencial vector de Liénard-Wiechert, especialmente si las velocidades de las partículas son grandes comparadas con la velociadad de la luz
- Para distancias pequeñas (del orden del tamaño de los átomos), la fuerza electrostática se ve superada por otras, como la nuclear fuerte, o la nuclear débil
desarrolló la balanza de torsion con la que determinó las propiedades de la fuerza electrostática. Este instrumento consiste en una barra que cuelga de una fibra capaz de torcerse. Si la barra gira, la fibra tiende a hacerla regresar a su posición original, con lo que conociendo la fuerza de torsión que la fibra ejerce sobre la barra, se puede determinar la fuerza ejercida en un punto de la barra. La ley de Coulomb también conocida como ley de cargas tiene que ver con las cargas eléctricas de un material, es decir, depende de si sus cargas son negativas o positivas.
La Ley de Coulomb determina las propiedades de fuerza electrostática que surgen de una o varias fuerzas eléctricas. Guarda una gran similitud con la Ley de Gravitación Universal.
La Ley de Coulomb fue enunciada por Charles-Augustin de Coulomb en 1785, gracias a una balanza de torsión con la que realizaba los experimentos (midiendo así la fuerza de atracción o de repulsión que sufrían dos cargas eléctricas).
La ecuación de la ley de Coulomb es la siguiente:
F = es el vector Fuerza que sufren las cargas eléctricas. Puede ser de atracción o de repulsión, dependiendo del signo que aparezca (función de que las cargas sean positivas o negativas).
q = son las cargas sometidas al experimento.
Epsilon = permitividad.
ud = vector director que une las cargas q1 y q2.
d = distancia entre las cargas.
Al cociente 1/4(pi)E se le llama Constante de Coulomb.
Esta ley sirve también para varias cargas (enésimas), siguiendo la siguiente ecuación:
que indicaría la fuerza originada por i cargas respecto a una, q.
Como podemos comprobar por simple comparación, es muy parecida a la ecuación de la Gravitación Universal, enunciada por Isaac Newton
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