La interacción entre objetos cargados eléctricamente es un fenómeno que se pone de manifiesto incluso cuando los objetos no están en contacto directo, ya que la interacción electromagnética actúa a distancia.
Además, esta interacción puede ser de atracción o de repulsión según la carga de cada objeto, por lo que entran en juego tres variables:
- carga del primer objeto
- carga del segundo objeto
- distancia entre ellos
La Ley de Coulomb, también conocida como Ley de Culombio, es una ley física que relaciona estas tres variables y cuantifica la fuerza de repulsión o atracción entre dos objetos cargados eléctricamente. En su forma escalar, esta es la fórmula de la Ley de Coulomb:
Donde k es la constante de Coulomb (k ≈ 9×109 N m2 C−2), q1 and q2 son la magnitud de la carga de cada objeto y r2 es el cuadrado de la distancia entre ellos.
De la fórmula se deduce que la fuerza de interacción es atractiva si las cargas tienen signo opuesto, lo que resulta en F negativa, y es repulsiva si las dos cargas tienen el mismo signo, lo que resulta en F positiva.
Es decir, dadas dos cargas puntuales q1 y q2, separadas una distancia r en el vacío, estas se atraen o repelen entre sí con una fuerza cuya magnitud está dada por la fórmula de Coulomb.
Es de destacar que la fórmula de la Ley de Coulomb tienen la misma forma que la Ley de la Gravitación Universal de Newton:
La fuerza como magnitud vectorial
En física, las magnitudes pueden ser vectoriales o escalares en función de si la propiedad medida está asociada, además de con un valor numérico, con una dirección y una orientación espacial. La fuerza eléctrica, como cualquier otra fuerza, es un magnitud vectorial, ya que se ejerce en una dirección y sentido concreto.
Así, según la Ley de Coulomb, la fuerza entre dos cargas eléctricas es:
- directamente proporcional a la magnitud de las cargas (q1, q2)
- inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas (r2)
- se manifiesta en la dirección del vector que conecta el centro de cada carga (r̂)
- el sentido de la fuerza es atractivo si las cargas son del mismo signo (las dos son positivas o las dos son negativas)
- el sentido de la fuerza es repulsivo si las cargas son de signo opuesto (una positiva y una negativa)