Calculadora de Fuerza Eléctrica (Ley de Coulomb)
Introduce dos cargas eléctricas, la distancia entre ellas y el medio. La calculadora determina la magnitud de la fuerza y si la interacción es atractiva o repulsiva.
¿Qué es la fuerza eléctrica?
La fuerza eléctrica es la interacción entre dos cargas eléctricas. Si las cargas tienen el mismo signo, se repelen; si tienen signos opuestos, se atraen. Esta interacción se describe con la Ley de Coulomb, una de las bases de la electrostática.
F = (k / εr) · |q₁ · q₂| / r²
- F: fuerza eléctrica en newtons (N)
- k: constante de Coulomb (8.9875517923 × 10⁹ N·m²/C²)
- εr: permitividad relativa del medio
- q₁, q₂: cargas en coulombs (C)
- r: distancia entre cargas en metros (m)
Cómo hacer el cálculo de fuerza eléctrica paso a paso
1) Convierte las unidades
Antes de aplicar la fórmula, convierte todo al Sistema Internacional:
- 1 mC = 10-3 C
- 1 µC = 10-6 C
- 1 nC = 10-9 C
- 1 cm = 10-2 m
- 1 mm = 10-3 m
2) Sustituye en la fórmula
Coloca los valores de q₁, q₂, r y εr. Recuerda que la fuerza depende inversamente de r², por eso pequeñas variaciones en la distancia cambian mucho el resultado.
3) Interpreta el signo físico
La magnitud siempre es positiva, pero la naturaleza de la interacción depende del producto q₁·q₂:
- q₁·q₂ > 0: fuerza repulsiva.
- q₁·q₂ < 0: fuerza atractiva.
- q₁·q₂ = 0: fuerza nula.
Ejemplo rápido
Supón q₁ = 2 µC, q₂ = -3 µC, r = 0.1 m y εr = 1. Al calcular, obtienes una fuerza del orden de unos pocos newtons, con interacción atractiva por signos opuestos.
Errores comunes al calcular fuerza eléctrica
- No convertir microcoulombs (µC) a coulombs.
- Usar la distancia en cm sin pasarla a metros.
- Olvidar elevar la distancia al cuadrado.
- Confundir magnitud de fuerza con tipo de interacción.
- No considerar el medio (εr) cuando no es vacío/aire.
Aplicaciones prácticas
El cálculo de fuerza eléctrica se utiliza en múltiples áreas:
- Diseño de sensores y componentes electrónicos.
- Estudio de campos eléctricos en física e ingeniería.
- Electrostática industrial (pintura, filtración de partículas).
- Modelos básicos de interacción entre partículas cargadas.
Conclusión
Con la Ley de Coulomb puedes determinar de forma precisa la fuerza entre dos cargas puntuales. Esta calculadora te ayuda a automatizar conversiones de unidades y a identificar si la fuerza es atractiva o repulsiva, facilitando ejercicios de física y análisis técnicos.