Física/Electromagnetismo/Fuerzas entre cargas

De los experimentos con los cuerpos electrizados se deducen una serie de hechos:
- Los cuerpos electrizados interaccionan unos con otros, ejerciendo entre ellos fuerzas.
- En algunas ocasiones estas fuerzas son de atracción y en otras ocasiones son de repulsión.
De estos hechos se deduce que los cuerpos electrizados adquieren una propiedad que se ha dado en llamar carga eléctrica y de la que existen dos manifestaciones que convencionalmente se les asignó la cualidad positiva y negativa.
Los cuerpos cuya carga eléctrica es diferente se atraen, caso contrario se repelen. Este hecho es nombrado a veces como la parte cualitativa de la ley de coulomb.

Esta repulsión y atracción es mutua, es decir, cumple con la tercera ley de newton.

Ley de coulomb

La fuerza originada entre dos cargas son dos vectores, uno para cada cuerpo, de igual módulo pero de direcciones contrarias.

Su módulo es directamente proporcional a las cargas e inversamente proporcional a la distancia. La constante que las relaciona (K) tiene un valor de 82978 . 10 ⁹ Nm²/C², pero es redondeada en algunas aplicaciones a 9. 10 ⁹Nm²/C².

Entonces la ley de coulomb queda de esta forma, para hayar el modulo de la fuerza entre las cargas:

$F=\kappa {\frac {q_{1}q_{2}}{r^{2}}}\,\!$

Donde q₁ y q₂ son los valores absolutos de las cargas de las partículas.

Fuerza en otro medio.

La relación anterior es en el vacío donde la permitividad termica (epsilon) es 1. En otro medio se tiene que tener en cuenta la permitividad eléctrica, que varía con el medio.
De esta forma:

$\ F_{medio}={\frac {F}{\epsilon }}\,\!$

Además como la permitividad en el aire es aproximadamente 1, la fuerza en el vacío y en el aire solo tiene una ligera variación.

También es de resaltar que mencionada permitividad eléctrica es en lo mínimo 1, por lo que la mayor fuerza de atracción será cuando los cuerpos estén en el vacío.

Formulación vectorial de la Ley de Coulomb

La Fuerza entre cargas eléctricas se puede formular matemáticamente usando el formalismo de vectores de la siguiente manera:

${\overrightarrow {F}}=\kappa {\frac {q_{1}q_{2}}{{\overrightarrow {r}}^{3}}}\cdot {\overrightarrow {r}}\,\!$

Donde ${\overrightarrow {r}}$ es el vector que une la posición de q₁ con la posición de q₂