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466 Capítulo 23 La fuerza eléctrica

al segundo grupo, una carga negativa (—). En realidad, estos términos no tienen un significado
matemático, sencillamente se refieren a los dos tipos contrarios de carga eléctrica.
Ahora ya estamos en condiciones de enunciar la primera ley de la electrostática, la cual
está basada en nuestra experimentación anterior:
Las cargas del mismo signo se repelen y las cargas de signo contrario se atraen.
Dos objetos cargados negativamente o dos objetos cargados positivamente se repelen entre
sí, como se observa en la figura 23.2a y b, respectivamente. La figura 23.3 demuestra que un
objeto cargado positivamente atrae a un objeto cargado negativamente.

El electrón

¿Qué ocurre en realidad durante el proceso de frotamiento con el cual se produce el fenómeno
de electrificación? Benjamín Franklin pensaba que todos los cuerpos contenían una determi­
nada cantidad de fluido eléctrico que servía para mantenerlos en un estado sin carga (neutro).
Él postuló que cuando dos sustancias diferentes se frotaban entre sí, una de ellas acumulaba
un exceso de fluido y quedaba cargada positivamente, mientras que la otra perdía fluido y
quedaba cargada negativamente. Ahora se sabe que la sustancia transferida no es un fluido,
sino pequeñas cantidades de electricidad negativa llamadas electrones.
La teoría atómica moderna sobre la materia sostiene que todas las sustancias están forma­
das por átomos y moléculas. Cada átomo tiene una parte central cargada positivamente a la
que se le llama núcleo, que está rodeado de una nube de electrones cargados negativamente.
El núcleo consta de cierto número de protones, cada uno de ellos con una sola unidad de carga
positiva y (excepto para el hidrógeno) uno o más neutrones. Como su nombre lo sugiere, un
neutrón es una partícula eléctricamente neutra. Normalmente, un átomo de materia se en­
cuentra en un estado neutro o sin carga debido a que contiene el mismo número de protones
en su núcleo que de electrones alrededor de éste. Un diagrama esquemático del átomo de
neón se muestra en la figura 23.4. Si, por alguna razón, un átomo neutro pierde uno o más
de sus electrones exteriores, el átomo tiene una carga neta positiva y se le conoce como un
Figura 23.4 El átomo de
ion positivo. Un ion negativo es un átomo que ha ganado una o más cargas adicionales.
neón consiste en un núcleo Cuando dos materiales particulares se ponen en contacto estrecho, algunos de los electro­
estrechamente compactado
nes más débilmente retenidos se pueden transferir de un material al otro. Por ejemplo, cuando
que contiene diez protones
una barra de ebonita se frota contra un pedazo de piel, los electrones se transfieren de la piel
(p) y diez neutrones (n). El
a la barra, dejando un exceso de electrones sobre la barra y una deficiencia de electrones en la
átomo es eléctricamente
piel. En forma similar, cuando una barra de vidrio se frota con un pedazo de seda, los electro­
neutro debido a que está ro­
deado por diez electrones. nes se transfieren del vidrio a la seda. Ahora podemos plantear este enunciado:
Un objeto que tiene un exceso de electrones está cargado negativamente, y un
objeto que tiene una deficiencia de electrones está cargado positivamente.
En la figura 23.5 se ilustra una demostración de laboratorio acerca de la transferencia de car­
ga. Una barra de ebonita se frota fuertemente sobre un pedazo de piel; una esfera de médula
de saúco se carga negativamente con la barra y la otra se pone en contacto con la piel. La
atracción resultante demuestra que la piel tiene carga opuesta. El proceso de frotamiento ha
provocado una deficiencia de electrones en la piel.

Figura 23.5 Al frotar una barra de ebonita con un pedazo de piel se transfieren electrones de la piel a la ban'a.