En este post te explicamos qué es la fuerza electrostática y cómo se calcula. Así pues, encontrarás cuál es la fórmula de la fuerza electrostática y, además, podrás practicar con un ejercicio resuelto.
Índice
¿Qué es la fuerza electrostática?
La fuerza electrostática es la fuerza que ejercen los cuerpos con carga eléctrica como resultado de la interacción entre ellos.
La fuerza electrostática puede ser de repulsión o de atracción. Si las cargas eléctricas tienen el mismo signo, se repelen entre sí. Mientras que si las cargas eléctricas tienen diferente signo, se atraen entre sí.
De modo que si las dos cargas son positivas o negativas, la fuerza electrostática es de repulsión. Por otro lado, si una carga es positiva y la otra negativa, la fuerza electrostática es de atracción.
La fuerza electrostática se mide en newtons (N).
Fórmula de la fuerza electrostática
La fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es igual a la constante de Coulomb multiplicado por los valores de las cargas eléctricas dividido por el cuadrado de la distancia que hay entre las cargas.
Por lo tanto, la fórmula de la fuerza electrostática es F=K·Q·q/r2.
Donde:
- es la fuerza electrostática.
- es la constante de Coulomb, cuyo valor en el vacío es 9·109 N·m2/C2.
- y son los valores de las dos cargas eléctricas.
- es la distancia que separa las dos cargas eléctricas.
Nota: ten en cuenta que esta fórmula solo se puede aplicar para calcular la fuerza electrostática cuando las cargas están en reposo o su velocidad es muy baja, por eso se llama fuerza electrostática
La dirección de la fuerza electrostática es la línea recta que une las dos cargas puntuales, mientras que el sentido de la fuerza electrostática se determina por los signos de las cargas:
- La fuerza electrostática es positiva cuando las dos cargas tienen el mismo signo, en este caso la fuerza electrostática es de repulsión.
- La fuerza electrostática es negativa cuando las dos cargas son de signo opuesto, en este caso la fuerza electrostática es de atracción.
Al tener dirección y sentido, en realidad la fuerza electrostática es un vector. Así pues, la expresión vectorial de la fuerza electrostática se calcula mediante la siguiente fórmula:
Donde es el vector unitario que indica la dirección que une las dos cargas, es decir, es el vector unitario de .
Esta fórmula se conoce como ley de Coulomb en honor al físico francés Charles-Augustin de Coulomb, quien descubrió la relación entre el valor de las cargas y la fuerza electrostática ejercida.
Ejemplo del cálculo de la fuerza electrostática
- ¿Cuál es la fuerza electrostática que ejercen dos cargas puntuales de q1=5 µC y q2=-3 µC que están a una distancia de 0,8 m en el vacío?
Para determinar el valor de la fuerza electrostática tenemos que aplicar la fórmula que hemos visto más arriba:
Entonces, sustituimos los datos en la fórmula y hacemos el cálculo de la fuerza electrostática:
Como el signo de la fuerza electrostática es negativo, significa que las dos cargas se atraen entre sí.