- SEDE: JORNADA:

INSTITUCIÓN EDUCATIVA POLITÉCNICO ÁLVARO GONZÁLEZ SANTANA
Dirigida por los Hermanos De La Salle
SISTEMA DE GESTIÓN DE LA CALIDAD
GUÍA DE CLASE
JORNADA: MAÑANA
X
Versión 2.0
Fecha: 15/08/2012
GUÍA DE APRENDIZAJE
01.02
SEDE: CENTRAL
ÁREA/O ASIGNATURA: FÌSICA
GA-GU-E10-04
Página 1 de 5
PERIODO: PRIMERO
CURSO: _11 -0_______
GUÍA EVALUATIVA
NOMBRE: _________________________________________________
FECHA: ________________
OBJETIVO: CONOCER A TRAVÉS DE LA LECTURA EXPERIMENTAL LOS CONCEPTOS EXISTENTES DE LA
ELECTROSTÁTICA Y SUS APLICACIONES.
MISIÓN: - REALIZAR LA LECTURA Y RESUMIR EN EL CUADERNO.
-
DESPEJAR CADA DUDA EN CLASE O POR CUALQUIER MEDIO.
-
RESOLVER LAS ACTIVIDADES PROPUESTAS EN EL CUADERNO.
ELECTROSTÁTICA
LA LEY DE COULOMB.
Coulomb científico francés, que se preocupa de estudiar una ley que explique el
fenómeno de las fuerzas que actúan en la electrostática, entre cuerpos electrizados.
Él propone que entre dos cuerpos electrizados existen dos fuerzas que dependen del tipo de
cargas que tengan estos dos o más cuerpos que interactúan entre sí. Basándose en la Ley
de gravitación Universal enunciada por Newton
Donde nos indica que la fuerza con que interactúan dos o más cuerpos celestas es
directamente proporcional al producto de sus masa M S m>T e inversamente proporcional al
cuadrado de la distancia que las separa
F α MS * mT / r2
Como existe un signo de proporcionalidad α, debe existir una constante de proporcionalidad
que en este caso es G
Por lo que
F = G MS * mT / r2
En el caso de la Ley de Coulomb que actúa en un micro mundo (mundo atómico)
Si los dos cuerpos que interactúan, tienen distinto tipo de cargas eléctricas se produce una
fuerza de ATRACCIÓN entre ellos.
Si los dos cuerpos que interactúan, tienen igual tipo de cargas eléctricas, se produce una
fuerza de REPULSIÓN entre ellos.
Estas fuerzas de interacción dependen de dos factores:
1. Del tamaño de las cargas q1 y q2 , si la distancia r permanece constante.
 Si q1 aumenta 2 veces, (q1 = 2q1 ), q2 aumenta 3 veces, (q2 = 3q2 ) y la distancia r
permanece constante (r1 = r1 ) la fuerza aumenta 2 veces. Es decir F2 = 6F1
 Por otra parte si q1 aumenta al triple ( q1 = 3q1) y q2 disminuye en 1/9, significa que
(q2 = 1/9 q2 ) y la distancia permanece constante ( r1 = r1 ). La fuerza aumenta (3q1
* 1/9 q2 ). Es decir la fuerza aumenta en 1/3 (F2 = 1/3F1 )
Esto significa que la fuerza es directamente proporcional al producto de las cargas
q1 y q2
Es decir
F α q1 * q2
INSTITUCIÓN EDUCATIVA POLITÉCNICO ÁLVARO GONZÁLEZ SANTANA
Dirigida por los Hermanos De La Salle
SISTEMA DE GESTIÓN DE LA CALIDAD
GUÍA DE APRENDIZAJE
01.02
GA-GU-E10-04
Versión 2.0
Fecha: 15/08/2012
Página 2 de 5
2. Por otra parte si las cargas q1 y q2 permaneces constante y varia la distancia r que
separa a estas dos cargas al cuadrado.
 Si la distancia r aumenta al doble, (r1 = 2 r1 ) la fuerza F con que interactúan
estas dos cargas eléctricas disminuye a la mitad. Es decir F2 = 2 F1
 Si la distancia r disminuye a la mitad (r1 = 1/2r1). La fuerza con que interactúan
estas dos cargas eléctricas aumenta al doble. Es decir F2 = 2F1
Esto significa que la fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia que las separa.
F 1/α r2
Si unimos estas dos nos queda que la Ley de Coulomb es. La fuerza con que interactúan dos
cargas eléctricas es “directamente proporcional al producto de las cargas q 1 y q2 , e
inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r2 que las separa”
F α q1 * q2 / r2
Como existe un signo de proporcionalidad α, debe existir una constante de proporcionalidad
que en este caso es K, la cual va a depender de dos factores
 Del sistema de unidades que se este utilizando:
En el MKS la constante K = 9x109 (N m2 / C2 )
 Del medio en el cual se encuentran las cargas eléctricas que puede ser el vacío, el
aire el agua o en cualquier otro medio. Para nosotros el medio va a ser el vacío.
La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas
puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas
cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.
Fuerza de Repulsión: entre dos cargas
de igual signo. Es decir entre dos
cargas (+ y +) o
Entre dos cargas (- y -)
Fuerza de Atracción: entre dos cargas
de distinto signo. Es decir entre
(una carga + y una -)
El Enunciado de la ley es válido sólo en condiciones estacionarias, es decir, cuando no hay
movimiento de las cargas o, como aproximación cuando el movimiento se realiza a
velocidades bajas y en trayectorias rectilíneas uniformes. Es por ello que es llamada fuerza
electrostática.
En términos matemáticos, la magnitud de la fuerza que cada una de las dos cargas
puntuales y ejerce sobre la otra separadas por una distancia r se expresa como:
INSTITUCIÓN EDUCATIVA POLITÉCNICO ÁLVARO GONZÁLEZ SANTANA
Dirigida por los Hermanos De La Salle
SISTEMA DE GESTIÓN DE LA CALIDAD
GUÍA DE APRENDIZAJE
01.02
GA-GU-E10-04
Versión 2.0
Fecha: 15/08/2012
Página 3 de 5
Donde d corresponde a r
Dadas dos cargas puntuales y
separadas una distancia r en el vacío, se atraen o
repelen entre sí con una fuerza cuya magnitud está dada por:
Ejemplo de ejercicios:
1. ¿Con qué fuerza interactúan dos cargas eléctricas? q1 de 5 (C), q2 de 10 (C), situadas
en el vacío a una distancia de 0,2 (m)
Datos:
F=x
q1 = 5 (C)
q2 = 10 (C)
r = 0,2 (m)
r2 = 0,04 (m )
k = 9 x 109 (N m2 / Cb2 )
F = K q1 * q2 / r2
F = 9 x 109 (N m2 / C2 ) * 5 (C) * 10 (C) / 0,04 (m2 ) = 11259 x 109 (N)
F = 11259 x 109 (N)
Esta fuerza es de repulsión al ser las dos cargas de igual signo
2. ¿Con qué fuerza interactúan dos cargas eléctricas? q1 de -7 (C), q2 de 12 (C), situadas
en el vacío a una distancia de 0,1 (m)
Datos:
F=x
q1 = -7 (C)
q2 = 12 (C)
r = 0,2 (m)
r2 = 0,04 (m )
k = 9 x 109 (N m2 / Cb2 )
F = K q1 * q2 / r2
F = 9 x 109 (N m2 / C2 ) * (-7) (C) * 12 (C) / 0,01 (m2 ) = - 75600 x 109 (N)
F = - 756 x 1011 (N)
Esta fuerza es de atracción al ser las dos cargas de distinto signo.
3. ¿Qué sucede con la fuerza de acción?. Si una de las cargas q1 aumenta 2 veces y la
carga q2 disminuye en 1/3, si la distancia r permanece constante.
F2 = x
q1 = 2 q1
q2 = 1/3 q2
r1 = r1
r1 2 = r1 2
K=K
La formula corresponde a la fuerza F1
F1 = K q1 * q2 / r2
2
F2 = K 2q1 * 1/3q2 / r
F2 = 2/3 K q1 * q2 / r2
INSTITUCIÓN EDUCATIVA POLITÉCNICO ÁLVARO GONZÁLEZ SANTANA
Dirigida por los Hermanos De La Salle
SISTEMA DE GESTIÓN DE LA CALIDAD
GUÍA DE APRENDIZAJE
01.02
F2 = 2/3 F1
o bien
GA-GU-E10-04
Versión 2.0
Fecha: 15/08/2012
Página 4 de 5
F1 = 3/2 F2
4. ¿Qué sucede con la fuerza de acción?. Si las cargas q1 y q2 permanecen constante y
la distancia r aumenta al doble.
F2 = x
q1 = q1
q2 = q2
r1 = 2r1
r1 2 = 4r1 2
K=K
La formula corresponde a la fuerza F1
F1 = K q1 * q2 / r2
F2 = K q1 * q2 / 4r2
F2 = 1/22 K q1 * q2 / r2
F2 = 1/2 F1
o bien
F 1 = 2 F2
Al aumentar la distancia r la fuerza disminuye siempre en la misma proporción
5. ¿Qué sucede con la fuerza de acción?. Si las cargas q1 y q2 permanecen constante y
la distancia r disminuye en un 1/6.
F2 = x
q1 = q1
q2 = q2
r1 = 1/6r1
r1 2 = 1/62 r1 2
K=K
La formula corresponde a la fuerza F1
F1 = K q1 * q2 / r2
F2 = K q1 * q2 / r2
F2 = K q1 * q2 /1/ 62 r2
F2 = 36 K q1 * q2 / r2
F2 = 6 F1
o bien
F1 =1/6 F2
Al disminuir la distancia r la fuerza aumenta siempre en la misma proporción.
INSTITUCIÓN EDUCATIVA POLITÉCNICO ÁLVARO GONZÁLEZ SANTANA
Dirigida por los Hermanos De La Salle
SISTEMA DE GESTIÓN DE LA CALIDAD
GUÍA DE APRENDIZAJE
01.02
GA-GU-E10-04
Versión 2.0
Fecha: 15/08/2012
Página 5 de 5
Guía a desarrollar por todos los estudiantes
1. ¿Con qué fuerza se atraen?, dos cargas eléctrica una de 32 (C) y la otra de 13 (C),
situadas en el vacío a una distancia de 0,5 (m).
2. ¿Con qué fuerza se atraen?, dos cargas eléctrica una de -21 (C) y la otra de -15 (C),
situadas en el vacío a una distancia de 0,4 (m).
3. ¿Qué sucede con la fuerza de acción?, si una de las cargas aumenta 8 veces, la otra
disminuye en ¼, si la distancia permanece constante.
4. ¿Qué sucede con la fuerza de acción?, si una de las cargas aumenta 4 veces, la otra
disminuye en 1/8, si la distancia permanece constante.
5. ¿Qué sucede con la fuerza de acción?, si una de las cargas aumenta 15 veces, la otra
disminuye en 1/5, y la distancia aumenta 2 veces.
6. ¿Qué sucede con la fuerza de acción?, si una de las cargas aumenta 9 veces, la otra
disminuye en 1/3, y la distancia aumenta 3 veces
7. ¿Qué sucede con la fuerza de acción?, si una de las cargas aumenta 28 veces, la otra
disminuye en 1/7, y la distancia disminuye en ¼.
8. Si la fuerza con que interactúan entre dos cargas eléctricas es de 540 (N), y una de las
cargas es de 25 (Cb) y se encuentra separada de una segunda carga a una distancia
de 2 (m), situadas en el vacío. ¿Cuál es el valor de la segunda carga?
9. Si la fuerza con que interactúan entre dos cargas eléctricas es de -125 (N), y
una de las cargas es de -12 (Cb) y se encuentra separada de una segunda carga a
una distancia de 0,2 (m), situadas en el vacío. ¿Cuál es el valor de la segunda carga?