Repulsi

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Repulsión y atracción

• NM4
• Física
• Electricidad y magnetismo

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Introducción

• Antes de profundizar en torno al fenómeno de
  atracción y repulsión, haremos un poco de
  historia.
• El concepto utilizado para referirse a las cargas
  eléctricas es relativamente nuevo.
• Fue Alessandro Volta en 1793 quien lo introdujo
  por primera vez. Sin embargo, ya en Grecia se
  conocían las manifestaciones eléctricas del ámbar
  que consiste en su capacidad para atraer pequeños
  trozos de paja al frotarse.

Alessandro Volta
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Introducción

• El francés Charles du Fay, en 1733, se encontraba
  experimentando con electricidad estática y
  descubrió que dos bolas de corcho electrizadas
  respectivamente con varillas frotadas de vidrio y
  resina, se repelían. De lo anterior dedujo que
  habían dos fluidos eléctricos distintos, a los
  cuales llamó electricidad vítrea y electricidad
  resinosa.

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Introducción

• La hipótesis elaborada por Du Fay fue rechazada
  por Franklin en 1752, argumentando que había un
  único fluido, que podía encontrarse en los
  cuerpos por exceso o por defecto, siendo la
  atracción resultado de poner en contacto el
  exceso con el defecto y la repulsión resultado de
  conectar exceso con exceso o defecto con defecto.
  Aun siendo falso el argumento, acertó al
  nombrarlas electricidad positiva y negativa.

Benjamin Franklin
5
Introducción

• Lo que se conocía con cierta certeza eran las
  características de las cargas.
• Si tenemos dos cargas iguales, ya sea positivas o
  negativas, estas se repelen.
• Si tenemos dos cargas distintas, es decir una
  positiva y otra negativa, estas se atraen.

-
-

-
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Introducción

• La carga eléctrica, es una característica de
  cualquier partícula que participa en la
  interacción electromagnética. La unidad de carga
  eléctrica en el Sistema Internacional de unidades
  es el culombio, C.
• Existen dos tipos de cargas
• La carga positiva.
• La carga negativa.

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Introducción

• Aun así, los científicos de la época (siglo
  XVIII) hablaban del concepto de cargas y
  señalaban que estas estaban relacionadas entre sí
  por una fuerza. Pero ningún científico halló la
  forma de relacionarlas matemáticamente.
• No fue hasta 1785 que un científico relacionó las
  cargas con la fuerza.
• Ese científico fue Charles Coulomb.

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Charles Coulomb

• Físico e ingeniero militar francés, nació en
  Angulema, Francia, en 1736 y murió en París en
  1806.
• Después de pasar nueve años en las Indias
  Occidentales como ingeniero militar, regresó a
  Francia con la salud maltrecha. Tras el estallido
  de la Revolución Francesa, se retiró a su pequeña
  propiedad en la localidad de Blois, donde se
  consagró a la investigación científica. En 1802
  fue nombrado inspector de la enseñanza pública.

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Charles Coulomb

• Influido por los trabajos del inglés Joseph
  Priestley sobre la repulsión entre cargas
  eléctricas del mismo signo, desarrolló un aparato
  de medición de las fuerzas eléctricas
  involucradas en la ley de Priestley, y publicó
  sus resultados entre 1785 y 1789.

Ley de Priestley La fuerza que se ejerce entre
las cargas eléctricas varía inversamente
proporcional a la distancia que la separan.
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Ley de Coulomb

• Mediante una balanza de torsión, Coulomb encontró
  que la fuerza de atracción o repulsión entre dos
  cargas eléctricas puntuales es inversamente
  proporcional al cuadrado de la distancia que las
  separa.
• Coulomb además expresó lo anterior de forma
  matemática.

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Ley de Coulomb

• La expresión matemática de lo anterior sería
• En donde
• K es una constante que depende del medio. En el
  sistema internacional el valor de K corresponde a
  9 109 Nm2/C2.
• Q1 es la carga 1.
• Q2 es la carga 2.
• r es la distancia entre las cargas.

F K Q1 Q2 r²
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Ejemplo 1

• Determine la fuerza que existe entre dos cargas
  Q1 2 10-4 C Q2 4 10-6 C
• r 0,1 m.
• Aplicando la fórmula tenemos que

F 9 109 2 10-4 4 10-6
0,1²
F 720 N
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Ejemplo 2

• Determine la fuerza que existe entre dos cargas
  Q1 3 10-3 C Q2 2 10-5 C
• r 10 m.
• Aplicando la fórmula tenemos que

F 9 109 3 10-3 2 10-5
10²
F 5,4 N
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Fuentes citadas en esta presentación
Ejemplo 2

• http//icarito.cl/enc_virtual/fisica/electricidad/
  carga_electrica.htm
• http//www.escolar.com/biografias/c/coulomb.htm