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12. CARGAS ELECTROSTÁTICAS
PROPÓSITO
Demostrar la existencia de la carga eléctrica a través de sus interacciones con otras cargas.
INTRODUCCIÓN
La palabra electricidad se deriva de eA.£KTpov, vocablo griego que quiere decir ámbar. Las
primeras manifestaciones de la electricidad fueron descubiertas por los griegos hace varios
miles de años: al frotar un pedazo de ámbar con una tela de algodón o un trozo de piel
observaron que éstos ejercen fuerzas sobre otros materiales cercanos y pueden producir
chispas similares a relámpagos y crepitaciones. Cuando los materiales se comportan de esta
manera, se dice que poseen una carga eléctrica neta.
Las pruebas realizadas con diferentes materiales electrizados sugieren la existencia de
dos tipos de carga eléctrica: negativa (-) y positiva (+). Estas cargas provienen de partículas
diminutas llamadas átomos que componen a todos los materiales. Estos átomos están
formados por partículas más pequeñas, algunas de las cuales tienen carga eléctrica negativa
llamadas electrones (e), otras partículas con carga positiva llamada protones (p), y otras sin
carga llamadas neutrones.
Normalmente los átomos tienen el mismo número de electrones y protones de tal
manera que las cantidades totales de carga negativa y carga positiva dentro de un material
son iguales, siendo la carga total cero. (La masa del protón es 1.67 x 10 " 27 kg, la del electrón
= 9.11 x 10 " 31 kg). Como ambas tienen la misma carga eléctrica e, se toma a ésta como la
unidad fundamental de carga eléctrica. Es la carga más pequeña que se ha observado en la
naturaleza y en la práctica se emplea un equivalente que es el Coulomb = 6.25 x 10 18 e.
Cuando dos materiales se frotan, los electrones pueden transferirse de un material a
otro alterando el equilibrio entre las cargas opuestas en cada material y esto hace que uno
quede cargado positivamente y el otro negativamente.
V &
En la práctica se comprueba que cargas con signos iguales se repelen y cargas con signos
diferentes se atraen; y cuanto más cerca estén dichas cargas, mayor será la fuerza que
existe entre ellas. Cuantitativamente esto se explica con la ley de Coulomb que dice que "la
fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas q) y q2 es directamente proporcional al
producto de sus cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia r que las
separa"; la expresión matemática para esta ley es:
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