Calculadora de la ley de Coulomb y campo eléctrico

Coloca cargas puntuales en el plano y obtén la fuerza sobre cada una por la ley de Coulomb, el campo eléctrico y el potencial en cualquier punto, con el mapa de líneas de campo y equipotenciales y la suma vectorial explicada paso a paso.

Qué puedes hacer

Fuerza neta por superposición vectorial.
Campo y potencial en un punto.
Líneas de campo y equipotenciales.

Preguntas frecuentes

¿Qué dice la ley de Coulomb?

La fuerza entre dos cargas es F = k·q1·q2/r², con k = 8.99×10⁹ N·m²/C², dirigida a lo largo de la línea que las une.

Guía: ley de Coulomb, campo y potencial eléctrico

Dos cargas eléctricas se atraen si tienen signos opuestos y se repelen si tienen el mismo signo. La ley de Coulomb dice cuánto, y a partir de ella se definen el campo eléctrico, el potencial y la energía de un conjunto de cargas. Esta guía repasa esas cuatro ideas, el principio de superposición y resuelve un ejemplo.

Ley de Coulomb

F = k · |q₁ · q₂| / r², k = 1/(4πε₀) ≈ 8.988 × 10⁹ N·m²/C²

La fuerza va a lo largo de la recta que une las cargas: atractiva si los signos son opuestos y repulsiva si son iguales. Depende del inverso del cuadrado de la distancia: a doble distancia, la cuarta parte de fuerza.

Superposición

Con varias cargas, la fuerza sobre una de ellas es la suma vectorial de las fuerzas que le hace cada una de las demás, calculadas por separado. Hay que sumar componentes (x, y, z), no magnitudes.

Campo, potencial y energía

Campo eléctrico en un punto: la fuerza por unidad de carga que sentiría una carga de prueba positiva, E = k·q/r² para una carga puntual, alejándose de las positivas y acercándose a las negativas. Se mide en N/C (o V/m).
Potencial en un punto: V = Σ k·q_i/r_i. Es un escalar, así que se suma con signo, sin componentes. Se mide en voltios.
Energía potencial del sistema: U = Σ k·q_i·q_j/r_ij, sumando una vez cada par. Es negativa si predominan las atracciones.

Ejemplo resuelto

q1 = +2 µC en el origen y q2 = −3 µC en x = 0.30 m.

Fuerza entre ellas: F = 8.988 × 10⁹ · (2 × 10⁻⁶ · 3 × 10⁻⁶) / 0.30² ≈ 0.599 N, atractiva: sobre q1 apunta hacia +x, hacia q2.
Campo en el punto medio P (0.15 m, 0): la carga positiva lo empuja alejándose de ella (hacia +x) con E₁ = k·2 × 10⁻⁶/0.15² ≈ 7.99 × 10⁵ N/C; la negativa lo atrae hacia sí (también hacia +x) con E₂ = k·3 × 10⁻⁶/0.15² ≈ 1.198 × 10⁶ N/C. Total: E ≈ 1.997 × 10⁶ N/C hacia +x.
Potencial en P: V = k·(2 − 3) × 10⁻⁶ / 0.15 ≈ −59.9 kV.
Energía del sistema: U = k·(2 × 10⁻⁶)(−3 × 10⁻⁶)/0.30 ≈ −0.180 J. Negativa, porque las cargas se atraen.

La herramienta da los mismos valores. Fíjate en que el campo en P no es cero aunque haya una carga a cada lado: como los signos son opuestos, los dos campos apuntan en el mismo sentido.

Cómo usar la herramienta

Coloca las cargas en el lienzo (en 2D o en 3D) y escribe su valor con prefijos (µ, n…). Elige las unidades de las coordenadas.
Lee la fuerza neta sobre cada carga, la energía potencial del sistema y el paso a paso de la ley de Coulomb con la suma de componentes.
Pon un punto P para ver el campo y el potencial en él, y activa las líneas de campo o la cuadrícula de vectores.

Errores frecuentes

Sumar magnitudes de fuerza en lugar de vectores.
Olvidar pasar las distancias a metros y las cargas a culombios (1 µC = 10⁻⁶ C).
Poner el signo de la carga en la fórmula de la magnitud y luego no saber hacia dónde apunta la fuerza: la dirección se decide aparte, por atracción o repulsión.
Tratar el potencial como un vector. Es un escalar: se suma con signo.

Para profundizar

R. A. Serway y J. W. Jewett, Física para ciencias e ingeniería, vol. 2 (Cengage); H. D. Young y R. A. Freedman, Física universitaria, vol. 2 (Pearson). Simuveliq no está afiliado a estos autores ni editoriales.

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