En 1785, Charles Augustin de Coulomb (1736-1806), físico e ingeniero francés, estableció la relación entre la fuerza eléctrica y la distancia para dos cargas puntuales.
La fuerza eléctrica de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de las mismas, inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y actúa en la dirección de la recta que las une.
Esta relación se conoce como ley de Coulomb:
$$F = K \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2}$$donde:
Como la constante K de la ley de Coulomb depende del medio, se suele expresar en términos de otra constante denominada constante dieléctrica o permitividad del medio (ε):
$$K = \frac{1}{4 \pi \epsilon}$$En el caso del vacío se cumple que ε=ε0, donde la permitividad del vacío (ε0) equivale a 8.85·10-12 C2 / N·m2.
Para medios distintos del vacío, se utiliza una magnitud adimensional denominada constante dieléctrica relativa o permitividad relativa (εr), que se obtiene del cociente entre la permitividad del medio (ε) y la permitividad del vacío (ε0):
$$\epsilon_r = \frac{\epsilon}{\epsilon_0}$$En la siguiente tabla se indican los valores de εr , ε y K para distintos medios:
Sustancia | εr | ε (C2·N-1·m-2) | K (N·m2·C-2) |
Vacío | 1 | 8.85·10-12 | 9·109 |
Aire | ≈1 | ≈8.85·10-12 | ≈9·109 |
Agua | 80 |
7.08·10-10 | 1.12·108 |
Vidrio | 7 | 6.20·10-11 | 1.28·109 |
Observa que el vacío y el aire tienen prácticamente la misma permitividad
Mueve las cargas para colocarlas a la distancia deseada y asígnales valor con los controles.
Para mejorar la visualización puedes modificar la longitud de los vectores usando el slider "Escala vectores".
Si lo deseas puedes ocultar el valor de la fuerza para proponer ejercicios.
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