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396 ELECTROSTÁTICA
Cuando un cuerpo en estado neutro recibe, por la causa que sea, un cierto número de electro-
nes, queda en él un exceso de cargas negativas. Cuerpo «cargado negativamente» es aquel en el
que existe un mayor número de electrones que de protones.
XVIII 4. Electrización por frotamiento
Thales de Mileto (600 años antes de J. C.) observó la propiedad de algunas sustancias como el
ámbar (en griego elektron) de atraer, después de haber sido frotadas, cuerpos muy ligeros. A este
fenómeno se le llama «electrización» y a la causa del fenómeno «electricidad».
Se determina si un cuerpo está o no electrizado acercándolo a una esfera de médula de sauco,
pendiente de un hilo de seda (péndulo eléctrico); la bolita es atraída por el cuerpo si está electriza-
do y una vez en contacto con él, es repelida.
Fig. XVIII-2. Poniendo dos «péndu- Los fenómenos de electrización por frotamiento, no son más que el paso de electrones de un
los eléctricos» muy próximos, al ser cuerpo a otro, adquiriendo ambos electricidades contrarias.
tocados ambos con vidrio o con ám- Poniendo muy próximos dos péndulos eléctricos tocados con vidrio frotado, se observa una re-
bar frotados, se repelen. pulsión mutua; si los dos se han tocado con resina frotada, la repulsión se origina análogamente
(Fig. XVIII-2); si uno de los dos péndulos se ha puesto en contacto con resina frotada y el otro con
vidrio, se produce una mutua atracción (Fig. XVIII-3).
La consecuencia inmediata de estos hechos experimentales fue el conocimiento de dos clases
de electricidad, mucho antes de saber la existencia de protones y electrones. A la electricidad del
vidrio se le llamó positiva; a la de la resina, negativa.
«Frotando dos cuerpos entre sí, adquieren electricidades contrarias». Este hecho se demuestra
cargando un péndulo con electricidad positiva (poniéndolo en contacto con vidrio frotado) y ob-
servando cómo después del frotamiento mutuo de dos cuerpos, uno lo atrae y otro lo repele (Fig.
XVIII-4).
«La cantidad de electricidad acumulada en dos cuerpos frotados entre sí, es idéntica». Se de-
muestra acercando conjuntamente los dos cuerpos a un péndulo eléctrico cargado y observando
que no producen efecto alguno sobre él, compensándose, por lo tanto, la atracción de uno con la
repulsión del otro (Fig. XVIII-5).
Fig. XVIII-3. Si uno de los péndulos
se ha puesto en contacto con el vi- XVIII 5. Determinación de la carga neta de un cuerpo
drio frotado y el otro con resina frota-
da, se produce una mutua atracción. La carga eléctrica en un cuerpo se distribuye de una cierta manera, ya sea sobre su superficie
o en todo su volumen, y la fuerza de interacción entre dos cuerpos depende tanto de esa distribu-
ción como de la carga neta que posean. Trabajaremos inicialmente con cargas puntuales, haciendo
una idealización semejante a la hecha en mecánica cuando se trabaja con partículas; esta abstrac-
ción puede ser aproximada en condiciones de laboratorio haciendo que las distancias de separa-
ción sean muy grandes comparadas con las dimensiones de los cuerpos cargados.
Tomemos dos cuerpos cargados y supongamos que sus cargas son q y q . Consideremos tam-
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bién estos dos cuerpos muy pequeños, puntuales. Si al ponerlos uno frente al otro experimentan
fuerzas de atracción o repulsión, concluiremos diciendo que están cargados. Además las fuerzas de
interacción están dirigidas según la recta que une las cargas. MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
Por otra parte la fuerza F que ejerce la carga q sobre la q es opuesta e igual en módulo a la
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que ejerce q sobre q , cumpliéndose el principio de acción y reacción, y siempre en el supuesto
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que las cargas son fijas.
Pues bien, supongamos (Fig. XVIII-6) que a una distancia r de una carga puntual fija q coloca-
mos otra carga puntual fija q¢(ambas positivas por ejemplo), a la fuerza que actúa sobre q¢la lla-
mamos F¢. Coloquemos ahora otra carga q¢¢en la posición de q¢, la fuerza que actúa sobre q¢¢será
F¢¢; se observa experimentalmente que los módulos de estas fuerzas son proporcionales a los valo-
res de las cargas, por lo tanto: F¢/F¢¢ =q¢/q¢¢.
Si damos un valor arbitrario (elección de un sistema de unidades) a q¢¢podremos comparar
Fig. XVIII-4. Frotando dos varillas
entre sí y cargando un «péndulo eléc- cargas y por lo tanto medirlas. Resumiremos todo lo antes dicho diciendo:
trico», una lo atrae y otra lo repele. «Dos cuerpos tienen igual carga eléctrica o cantidad de electricidad, cuando situados a la
misma distancia de un mismo cuerpo electrizado y en el mismo medio, la fuerza con que lo
atraen o lo repelen es idéntica. Un cuerpo tiene doble, triple... carga eléctrica que otro,
cuando situados a la misma distancia de un tercer cuerpo electrizado y en el mismo medio,
la fuerza de atracción o repulsión es doble, triple... que la del segundo».
De esta manera estamos en condiciones de emprender el estudio cuantitativo de la ELEC-
TROSTÁTICA (cargas fijas) y como en todo estudio, es necesario sentar unos principios básicos que
serán el tema de nuestro estudio próximo.
XVIII 6. Principio de conservación de la carga en un sistema aislado
Fig. XVIII-5. Acercando conjunta-
mente los dos cuerpos frotados entre Se observa experimentalmente que en un SISTEMA AISLADO (sistema en el cual no puede salir ni
sí a un péndulo eléctrico, no produ- entrar carga), las cargas positivas y negativas pueden variar con el tiempo pero su CARGA NETA (car-
cen efecto alguno sobre él. ga positiva +carga negativa) permanece constante.
