La ley de Coulomb establece que la fuerza entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Fue descubierta por Priestley y Cavendish pero fue Coulomb quien la sometió a pruebas experimentales directas en 1785. La ley se expresa matemáticamente como F=kq1q2/r2, donde k es una constante, q1 y q2 son las cargas, y r es la distancia entre ellas.

1. ELECTROMAGNETISMO
LEY DE
COULOMB
09/03/2013
Instituto Tecnológico del Istmo
Ing. Efraín De la Cruz Sánchez
Dios nos da la sabiduría para descubrir lo correcto, la voluntad para elegirlo y la
fuerza para hacer que perdure.

2. Cargas Puntuales.
LEY DE COULOMB
La ley de Coulomb, que establece como es la fuerza entre dos cargas eléctricas
puntuales, constituye el punto de partida de la Electrostática como ciencia cuantitativa.
Fue descubierta por Priestley en 1766, y redescubierta por Cavendish pocos años
después, pero fue Coulomb en 1785 quien la sometió´ a ensayos experimentales directos.
Entendemos por carga puntual una carga eléctrica localizada en un punto geométrico del
espacio. Evidentemente una carga puntual no existe, es una idealización, pero constituye
una buena aproximación cuando estamos estudiando la interacción entre cuerpos
cargados eléctricamente cuyas dimensiones son muy pequeñas en comparación con la
distancia que existe entre ellos.
Ley de Coulomb: la fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es proporcional al
producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las
separa, y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas
son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.
Figura 1:
Matemáticamente, la ley de Coulomb se puede expresar:

3. Donde es la fuerza que la carga q1 ejerce sobre la carga q2, k es una constante
mayor que cero, r la distancia entre las cargas y un vector unitario dirigido de la carga
q1 a la carga q2 [Nota: es tambiéncomún designar al vector unitario como ].
Es importante hacer notar en relación a la ley de Coulomb los siguientes puntos:
(a) Cuando hablamos de la fuerza entre cargas eléctricasestamos siempre
suponiendo que estas se encuentran en reposo (de ahí la denominación de
Electrostática);
(b) las fuerzas electrostáticas cumplen la tercera ley de Newton (ley de acción y
reacción), es decir, las fuerzas que dos cargas eléctricas puntuales ejercen entre
sí son iguales en módulo y dirección, pero de sentido contrario: ;
(c) la ley de Coulomb es una ley experimental. En sus experimentos, Coulomb pudo
demostrar que la ley del inverso del cuadrado de la distancia para la fuerza entre
cargas eléctricas en reposo era exacta con sólo un pequeño porcentaje de error.
Hoy en día se sabe que es cierta con gran exactitud: el exponente de la distancia
en el denominador de la ley de Coulomb puede diferir de 2 en no más de , es
decir, 2 ± ;
(d) hasta donde sabemos la ley de Coulomb es válida desde distancias de muchos
kilómetros hasta distancias tan pequeñas como las existentes entre protones y
electrones en un átomo. Es más, se sabe que la ley de Coulomb es válida para la
repulsiónelectrostática entre núcleos hasta distancias de∼ m; a distancias
más cortas dominan las fuerzas nucleares (la interacción fuerte).
SISTEMA DE UNIDADES
− El valor de la constante k que aparece en la ley de Coulomb depende de las unidades
elegidas para la carga, la fuerza y la distancia entre cargas. En Electrostática, como
sistema de unidades, usaremos, mientras no se diga lo contrario, el sistema MKS.
− Sistema MKS: denominado así porque emplea como unidades de fuerza y longitud las
unidades del sistema MKS. También es conocido como sistema Giorgio o sistema MKS
racionalizado. Sus características principales son:
Unidad de fuerza: Newton
Unidad de longitud: metro
Unidad de carga: Culombio (C)

4. Donde la constante es lapermitividad del espacio libre o del vacío, = 8,8542 ×
. De este modo, la ley de Coulomb se escribe en este sistema de
unidades:
El nombre de sistema racionalizado se debe a la presencia en la ley de Coulomb del
factor 4 ; si no se usara el factor 4 , el sistema daría lugar en los desarrollos posteriores
de la electrostática a ciertas expresiones matemáticas poco atractivas en las que aparece
el factor .