- Negativo: si tiene un exceso de electrones. - Positivo: si tiene un déficit de electrones.
Arrayán 1º medio
Cuerpo neutro
Se dice que un cuerpo está en estado eléctrico neutro cuando tiene la misma cantidad de electrones que de protones.
¿cómo se consigue que un cuerpo se electrice?
Si por algún mecanismo se logra que los electrones libres de un cuerpo neutro pasen a otro cuerpo también neutro, un cuerpo perderá electrones (se electriza positivamente) y el otro ganará electrones (se electriza negativamente).
Propiedades de los cuerpos cargados eléctricamente
Todo cuerpo con carga eléctrica tiene un exceso o una deficiencia de cierto número entero de electrones: los electrones no se pueden dividir en fracciones. Esto significa que la carga del cuerpo es un múltiplo entero de la carga del electrón. Por ejemplo, el cuerpo no puede poseer una carga igual a 3,5 electrones. Resumiendo todo lo anterior: un cuerpo sólo puede recibir o ceder cantidades de carga determinadas por números enteros de electrones.
Propiedades de los cuerpos cargados eléctricamente
La regla fundamental que subyace a todo fenómeno eléctrico es la siguiente:
Las cargas del mismo signo se repelen, mientras que las de distinto signo se atraen.
La ley de Coulomb describe la forma en que las cargas de igual signo se rechazan y las cargas de signos opuestos se atraen.
Esta ley establece que para las partículas u objetos con carga, que son pequeños en comparación con la distancia que los separa, la fuerza que se ejerce entre las cargas varía directamente con él, producto de las cargas e inversamente con el cuadrado de la distancia que las separa.
En otras palabras, Coulomb llegó a la conclusión de que la FUERZA sobre una carga variaba en proporción al producto de las dos cargas q1 y q2, además en forma inversa al cuadrado de la distancia entre sus centros (d).
Matemáticamente, la ley de Coulomb se puede expresar mediante la siguiente fórmula:
F = es el módulo de la fuerza que experimentan las cargas. d = es la distancia que separa las partículas con carga. q1 = representa la cantidad de carga de una de las partículas. q2 = representa la cantidad de carga de la otra partícula. K = es la constante de proporcionalidad.
Las unidades, tanto de la fuerza como de las otras variables, se pueden representar principalmente en dos sistemas:
En el sistema internacional: la fuerza se mide en Newton (N), la distancia se mide en metros (m), la constante de proporcionalidad (k) es un número muy grande. La cifra redondeada es
k = 9 000 000 000 (N · m2 /C2) = 9 · 109 2 /C2).
La unidad para medir la carga se llama Coulomb (C). 1Coulomb es la cantidad de carga de 6.24 trillones de electrones.
Las unidades en el sistema cegesimal
La fuerza se mide en dinas, la distancia se mide en centímetros (cm), la constante de proporcionalidad (k) es 1(dina · cm2 /stc2).
La unidad para medir la carga se llama statCoulomb (StC). Un satCoulomb es una porción de Coulomb y para ser exactos 1 Stc = 3,33 · 10-10 Coulomb.
Las fuerzas de Coulomb es la misma para ambas cargas y se simbolizan de la siguiente manera, dependiendo de los signos que presenten las cargas.
- Si las cargas son de distinto signo, las fuerzas se simbolizan tal como muestra la figura, manteniendo el mismo módulo, la misma dirección y el sentido contrario. Es decir, “se dibujan hacia adentro”.
¿Cómo se grafican las fuerzas cuyas cargas son de igual signo?
- Si las cargas son de igual signo, ya sean positivas o negativas, las fuerzas se simbolizan tal como muestra la figura, manteniendo el mismo módulo, la misma dirección y el sentido contrario. Es decir, “se dibujan hacia fuera”.
Cabe mencionar que esta manera de graficar es una forma de representar las fuerzas y que se debe respetar en el momento de hacer ejercicios.
No debes olvidar que:
- La fórmula solo te entrega el módulo de la fuerza.
- La fuerza que percibe cada una de las cargas es la misma en módulo y dirección, pero de sentidos opuestos.
4. Desarrollemos un ejercicio Se tiene dos cuerpos de cargas distintas, una negativa de -5 (c) y otra positiva de 6 (C), separadas una distancia de 0,5 metros. Es correcto afirmar que
I. el módulo de la fuerza negativa sobre la positiva es 108 · 1011 (N) II. la fuerza que realiza la carga positiva sobre la negativa es -108 · 1011 (N) î III. el módulo de la fuerza para ambas cargas es el mismo.
A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo II y III E) I, II y III
Solución al ejercicio anterior
Primero rescatemos los datos del problema. Luego revisemos que todos los datos concuerden con el sistema internacional, ya que los enunciados están en ese sistema.
Distancia d = 0,5 (metros) q1 = -5 (Coulomb) q2 = 6 (Coulomb) K = 9 · 109 (N · m2 /C2).
Reemplazamos los valores en la fórmula, ya que todos los valores pertenecen al sistema internacional. Ahora, oAbtendremos el módulo de la fuerza, es por eso que los signos de las cargas se consideran para la fórmula positivos.
I. Es verdadero. El módulo de la fuerza negativa sobre la positiva es 108 · 1011 (N).
II. Es verdadero La fuerza que realiza la carga positiva sobre la negativa es -108 · 1011 (N) î, ya que se realiza la fuerza en dirección del eje x y en sentido contrario, tal como muestra la figura.
III. Es verdadero La fórmula arroja el módulo de la fuerza y es igual para ambas cargas, independiente si una es mayor o menor.
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