Electric Charge and Electric Force · Carga Eléctrica y Fuerza Eléctrica
| English | Español |
|---|---|
| electric force/ɪˈlektrɪk fɔːs/ | fuerza eléctrica |
| electric charge/ɪˈlektrɪk tʃɑːdʒ/ | carga eléctrica |
| coulombs/ˈkuːlɒmz/ | coulombs |
| quantised/ˈkwɒntaɪzd/ | cuantizados |
| Coulomb's law/ˈkuːlɒmz lɔː/ | Ley de Coulomb |
| inverse-square law/ɪnˈvɜːs skweə lɔː/ | ley del cuadrado inverso |
| superposition/ˌsuːpəpəˈzɪʃn/ | superposición |
Why does a rubbed balloon stick to the wall?
- Rub a balloon on your hair and it clings to the wall — an invisible pull.
- That pull is the electric force 电力, one of the four fundamental forces.
- It acts between any objects that carry electric charge 电荷.
- This whole unit is built on one simple law for that force.
¿Por qué un globo frotado se pega a la pared?
- Frote un globo en su cabello y este se pegará a la pared — una atracción invisible.
- Esa atracción es la fuerza eléctrica 电力, una de las cuatro fuerzas fundamentales.
- Actúa entre cualquier objeto que porte carga eléctrica 电荷.
- Toda esta unidad se basa en una sola ley simple para dicha fuerza.
Two kinds of charge
- Charge comes in two kinds: positive and negative.
- Like charges repel; opposite charges attract.
- Charge is measured in coulombs 库仑 (C); the smallest free charge is the electron's, $e = 1.6\times10^{-19}$ C.
- Charge is quantised 量子化 (a whole number of $e$) and conserved — never created or destroyed.
Dos tipos de carga
- La carga existe en dos tipos: positiva y negativa.
- Cargas iguales se repelen; cargas opuestas se atraen.
- La carga se mide en coulombs 库仑 (C); la carga libre más pequeña es la del electrón, $e = 1.6\times10^{-19}$ C.
- La carga está cuantizada 量子化 (un número entero de $e$) y conservada — nunca se crea ni se destruye.
Two negative charges are brought near each other. They: · Dos cargas negativas se acercan. Ellas:
Like charges repel — two negatives push apart. · Las cargas iguales se repelen — dos negativos se empujan mutuamente.
Electric charge is measured in a unit called the ____. · La carga eléctrica se mide en una unidad llamada ____.
Charge is measured in coulombs (C). · La carga se mide en coulombs (C).
Coulomb's law
- The force between two point charges follows Coulomb's law 库仑定律.
- $F = \dfrac{k\,q_1 q_2}{r^2}$, with $k = 8.99\times10^9\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$.
- The force points along the line joining the two charges.
- Bigger charges give a bigger force; greater separation gives a weaker one.
Ley de Coulomb
- La fuerza entre dos cargas puntuales sigue la ley de Coulomb 库仑定律.
- $F = \dfrac{k\,q_1 q_2}{r^2}$, con $k = 8.99\times10^9\ \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$.
- La fuerza apunta a lo largo de la línea que une las dos cargas.
- Cargas mayores producen una fuerza mayor; mayor separación produce una fuerza menor.
Two $+3\ \mu\text{C}$ charges are $2\ \text{m}$ apart. Find the force (in N). Use $k = 9\times10^9$. · Dos cargas $+3\ \mu\text{C}$ están separadas por $2\ \text{m}$. Encuentre la fuerza (en N). Use $k = 9\times10^9$.
$F = \dfrac{(9\times10^9)(3\times10^{-6})^2}{2^2} = \dfrac{9\times10^9 \cdot 9\times10^{-12}}{4} \approx 0.02\ \text{N}$.
You double one · uno of the two charges. The force between them: · Duplica una de las dos cargas. La fuerza entre ellas:
$F \propto q_1 q_2$, so doubling one charge doubles the force. · $F \propto q_1 q_2$, por lo que duplicar una carga duplica la fuerza.
An inverse-square law
- The $r^2$ on the bottom makes this an inverse-square law 平方反比.
- Double the distance and the force drops to a quarter.
- Triple the distance and it drops to a ninth.
- The very same $1/r^2$ shape returns later in gravity.
Una ley de inverso al cuadrado
- El $r^2$ en el denominador convierte esto en una ley de inverso al cuadrado 平方反比.
- Si duplica la distancia, la fuerza cae a una cuarta parte.
- Si triplica la distancia, cae a una novena parte.
- La misma forma de $1/r^2$ volverá a aparecer más adelante en la gravedad.
Coulomb's law · Ley de Coulomb
The force between two charges falls off with the square of their separation (an inverse-square law). · La fuerza entre dos cargas disminuye con el cuadrado de su separación (una ley de inverso al cuadrado).
If you triple the distance between two charges, the force drops to one ninth. · Si triplica la distancia entre dos cargas, la fuerza disminuye a una novena parte.
Force goes as $1/r^2$, so $\times 3$ distance means $\div 9$ force. · La fuerza va como $1/r^2$, por lo que una distancia de $\times 3$ significa una fuerza de $\div 9$.
Many charges add as vectors
- With several charges, find the force from each one on its own.
- Then add those forces as vectors — the superposition 叠加 principle.
- $\vec F_{\text{net}} = \sum \vec F_i$, added tip-to-tail.
- This lets us build the force from any arrangement of charge.
Muchas cargas se suman como vectores
- Con varias cargas, calcule la fuerza de cada una por separado sobre la otra.
- Luego sume esas fuerzas como vectores — el principio de superposición 叠加.
- $\vec F_{\text{net}} = \sum \vec F_i$, sumados punta con cola.
- Esto nos permite construir la fuerza resultante de cualquier distribución de carga.
Select all · todos true statements about the electric force. · Seleccione todas las afirmaciones verdaderas sobre la fuerza eléctrica.
Coulomb's law is inverse-square, along the join, and superposes. It attracts OR repels. · La ley de Coulomb es de inverso al cuadrado, actúa a lo largo de la unión y se superpone. Atrae O repela.
Two $+2\ \mu\text{C}$ charges sit $3\ \text{cm}$ apart. Find the force between them.
- $F = \dfrac{k\,q_1 q_2}{r^2} = \dfrac{(8.99\times10^9)(2\times10^{-6})^2}{(0.03)^2}$.
- $F \approx 40\ \text{N}$, and it is repulsive because both charges are positive.
Dos cargas de $+2\ \mu\text{C}$ están separadas $3\ \text{cm}$. Encuentre la fuerza entre ellas.
- $F = \dfrac{k\,q_1 q_2}{r^2} = \dfrac{(8.99\times10^9)(2\times10^{-6})^2}{(0.03)^2}$.
- $F \approx 40\ \text{N}$, y es repulsiva porque ambas cargas son positivas.
Put the magnitudes of the charges into $F = k q_1 q_2 / r^2$, then decide the direction separately: repel for same signs, attract for opposite. Don't let a stray minus sign from a negative charge flip your force arrow the wrong way.
Sustituya los valores absolutos de las cargas en $F = k q_1 q_2 / r^2$, y luego determine la dirección por separado: repelen si tienen el mismo signo, atraen si son opuestos. No permita que un signo negativo aislado de una carga negativa invierta incorrectamente la dirección de su vector de fuerza.
The electric force between two point charges obeys Coulomb's law $F = \dfrac{k\,q_1 q_2}{r^2}$ — an inverse-square law. Like charges repel, opposite charges attract, and the forces from many charges add as vectors (superposition).
La fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales obedece la ley de Coulomb $F = \dfrac{k\,q_1 q_2}{r^2}$ — una ley de inverso al cuadrado. Las cargas iguales se repelen, las opuestas se atraen, y las fuerzas de muchas cargas se suman como vectores (superposición).