¿Qué es la ley de Coulomb?

La ley de Coulomb en física describe la interacción de dos partículas cargadas. Establece que la fuerza entre las partículas depende del tamaño de las cargas individuales y del cuadrado de la distancia entre ellas. Hay dos formas de la ley, conocidas como las formas escalar y vectorial, dependiendo de si solo se requiere la magnitud de la fuerza o tanto la magnitud como la dirección de la fuerza.

La ley de Coulomb es una de las ecuaciones más famosas en electrostática, que es el estudio de cómo las partículas cargadas eléctricamente interactúan entre sí. Fue descubierto originalmente por Charles Augustin de Coulomb, un científico francés, en 1783. Sin este descubrimiento, la comprensión científica de los campos eléctricos y magnéticos habría sido mucho más difícil.

La forma básica de la ley de Coulomb, en palabras, establece que la fuerza entre dos partículas con una carga eléctrica es proporcional a la multiplicación de las dos cargas divididas por el cuadrado de la distancia. Esto significa que las partículas con una carga más grande ejercen una fuerza mayor entre sí que aquellas con una carga más débil. Es importante tener en cuenta que, para encontrar el valor absoluto de la fuerza entre las partículas, se requiere una constante conocida como "constante de Coulomb".

En la ley de Coulomb, la fuerza es inversamente proporcional a la distancia al cuadrado en lugar de solo la distancia misma. Si una cantidad es inversamente proporcional a otra, significa que el tamaño de una disminuye a medida que aumenta la otra. Esto significa que, si la distancia entre dos partículas se duplica, la fuerza entre ellas es cuatro veces menor en lugar de solo dos veces. La razón es que el campo eléctrico de una partícula se extiende en forma de esfera, lo que significa que cuanto más lejos de la partícula, más diluida está la fuerza.

Otro factor importante a considerar en la ley de Coulomb es que si se usa en su forma vectorial, lo que significa que se incluyen tanto el tamaño de la fuerza como la dirección, se puede usar con partículas positivas y negativas. El resultado es que dos cargas del mismo tipo se repelen entre sí, mientras que las del tipo opuesto se atraen. Los físicos usualmente usan la forma vectorial de la ley de Coulomb en los cálculos, porque proporciona más información sobre la fuerza en cada partícula.

Un aspecto útil de la ley de Coulomb es que se puede aplicar fácilmente a más de dos partículas. Esto se conoce como la ley de superposición, que establece que la fuerza total sobre cualquier partícula es la suma de las fuerzas individuales. Para agregar fuerzas de esta manera se requiere la forma vectorial de la ley de Coulomb.