Carga eléctrica, fuerzas y campos
Autor: Equipo Enlace Político · Fuente: Guía del usuario (parafraseada)
La materia está formada por átomos con electrones (−), protones (+) y neutrones (0). Las cargas del mismo signo se repelen y las de signo opuesto se atraen. La ley de Coulomb cuantifica la fuerza entre cargas puntuales y el campo eléctrico describe la acción de una carga sobre el espacio.
La carga eléctrica es una propiedad fundamental de electrones y protones. En el SI se mide en coulomb (C). El electrón posee qe=−1.6×10−19C y el protón qp=+1.6×10−19C. Dos cargas puntuales interactúan con una fuerza cuya magnitud depende del producto de sus cargas y decrece con el cuadrado de la distancia: es la ley de Coulomb. El signo de las cargas determina el carácter: opuestas ⇒ atracción; iguales ⇒ repulsión.
El campo eléctrico E es la fuerza por unidad de carga de prueba positiva: E=F/q. Una carga positiva colocada en un campo se acelera en la dirección de E; una negativa, en sentido opuesto.
En conductores en equilibrio electrostático, la carga en exceso se encuentra en la superficie exterior y E en el interior es cero. En aislantes, la carga puede permanecer localmente fija.
Al frotar (carga por fricción) dos cuerpos inicialmente neutros, electrones se transfieren: ambos quedan cargados con signos opuestos. Por inducción, un cuerpo neutro cercano a otro cargado se polariza (separación de cargas); si además se conecta a tierra, puede adquirir carga neta del signo opuesto a la del inductor.
Para resolver problemas cuantitativos: identifica signos y magnitudes de las cargas, distancia, constante de Coulomb, aplica vectores, y, si hay varias cargas, usa principio de superposición (suma vectorial de fuerzas/campos).
1. Hechos esenciales
Unidad: coulomb (C). Valores elementales: electron −1.6×10⁻¹⁹ C, protón +1.6×10⁻¹⁹ C. Ley de Coulomb: magnitud F = k |q₁q₂|/r². Opuestas atraen; iguales repelen. Campo: E = F/q (dirección de la fuerza sobre carga positiva).
2. Estrategia de examen
1) Dibuja signos y dirección esperada de fuerzas/campos. 2) Aplica F = k|q₁q₂|/r² y E = k|q|/r². 3) Usa superposición cuando haya varias cargas. 4) En conductores en equilibrio: E_int=0 y la carga va a la superficie. 5) Cuidado: el sentido de la aceleración depende del signo de la carga.
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