Ley de Coulomb

En este artículo te explicamos en qué consiste la ley de Coulomb y para qué sirve. Así pues, encontrarás la fórmula de la ley de Coulomb junto con un ejemplo resuelto. Además, podrás utilizar una calculadora online de la ley de Coulomb para calcular la fuerza eléctrica entre dos cargas.

¿Qué es la ley de Coulomb?

La ley de Coulomb es una ley física que define la fuerza con la que se atraen o se repelen dos cargas eléctricas. Por lo tanto, la ley de Coulomb sirve para calcular la fuerza eléctrica que hay entre dos cargas puntuales.

Ten en cuenta que la fuerza eléctrica puede ser de atracción o de repulsión, es decir, dos cargas eléctricas pueden atraerse o repelerse entre sí. Cuando las cargas son del mismo tipo (positiva-positiva o negativa-negativa), se repelen entre sí. Mientras que si las cargas son de diferente tipo (positiva-negativa o negativa-positiva), se atraen entre sí.

La ley de Coulomb tiene una limitación importante, ya que solo se puede utilizar cuando las cargas eléctricas están en reposo o su velocidad es prácticamente nula.

Lógicamente, la ley de Coulomb recibe este nombre en honor al físico francés Charles-Augustin de Coulomb, quien formuló esta ley en el año 1785.

Fórmula de la ley de Coulomb

La ley de Coulomb dice que la fuerza eléctrica 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 ley de Coulomb es F=K·Q·q/r².

Donde:

• es la fuerza eléctrica entre las cargas, expresada en newtons (N).
• es la constante de Coulomb, cuyo valor en el vacío es 9·10⁹ N·m²/C².
• y son los valores de las dos cargas puntuales, expresadas en culombios (C).
• es la distancia que separa las dos cargas puntuales, expresada en metros (m).

➤ Puedes utilizar la calculadora online de la ley de Coulomb que hay más abajo para calcular la fuerza eléctrica entre dos cargas.

La dirección de la fuerza eléctrica es la línea recta que une las dos cargas puntuales, mientras que el sentido de la fuerza eléctrica se determina por los signos de las cargas:

• La fuerza eléctrica es de repulsión cuando las dos cargas tienen el mismo signo.
• La fuerza eléctrica es de atracción cuando las dos cargas son de signo opuesto.

Al tener dirección y sentido, en realidad la fuerza eléctrica es un vector. Así pues, la expresión vectorial de la fuerza eléctrica se calcula con la siguiente fórmula:

Donde es el vector unitario que indica la dirección que une las dos cargas, es decir, es el vector unitario de .

Ejercicio resuelto de la ley de Coulomb

• ¿Cuál es la fuerza eléctrica 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 hallar el valor de la fuerza eléctrica tenemos que aplicar la fórmula de la ley de Coulomb:

Así pues, sustituimos los datos en la fórmula y hacemos el cálculo de la fuerza eléctrica:

Como el signo de la fuerza eléctrica es negativo, significa que las dos cargas se atraen entre sí.

Calculadora de la ley de Coulomb

Puedes usar la siguiente calculadora online de la Ley de Coulomb para calcular la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales en el vacío. Para utilizarla debes introducir el valor de las cargas eléctricas y la distancia entre ellas. Luego pulsa el botón de abajo.

Constante de Coulomb

El valor de la constante de Coulomb se puede calcular con la siguiente fórmula:

Donde:

• es la constante de Coulomb.
• es la permitividad eléctrica.

Así pues, el valor exacto de la constante de Coulomb en el vacío es K=8,9875517873681764×10⁹ N·m²/C², aunque su valor se suele aproximar a K=9·10⁹ N·m²/C².

Aunque normalmente se toma el valor de la constante de Coulomb en el vacío, en realidad su el valor depende del medio. En la siguiente tabla puedes ver los valores de la constante de Coulomb en diferentes medios: