¿Cómo se descubrió que el campo eléctrico de una carga negativa apunta hacia la carga misma? ¿Es verdad?
(Cortesía de wikipedia)
El campo eléctrico de una carga puntual negativa apunta hacia la carga puntual como resultado de la definición del campo eléctrico de una carga puntual. Para ver esto, recuerde que el campo eléctrico de una carga puntual Se define como
Entonces podría preguntar "bueno, esto está bien, pero ¿por qué se define el campo eléctrico de esta manera? ¿No podríamos haber definido el campo eléctrico de tal manera que el campo eléctrico debido a una carga puntual negativa apunte radialmente hacia afuera?"
Pues bien, la definición del campo eléctrico está motivada por la Ley de Coulomb, el hecho empírico de que la fuerza electrostática ejercida por una carga puntual en una carga puntual es
La idea al definir el campo eléctrico es que queremos asociar un campo vectorial (al que llamamos campo eléctrico) a cada carga puntual individualmente, de modo que si multiplicamos ese campo por cualquier otra carga (que generalmente se llama carga de prueba), luego obtenemos la fuerza que se ejercería sobre la carga de prueba debido a la carga original. si factorizamos fuera del lado derecho de la ley de Coulomb, entonces el resto del material es precisamente un campo vectorial asociado a la carga
Hay algunas maneras de responder a esto. La mejor manera de entender esto es que es cierto simplemente por la construcción de campos electromagnéticos y la teoría de campos. En general, un campo siempre apuntará de mayor a menor energía potencial. Esto se representa por la ecuación:
Esto significa que el campo eléctrico es el gradiente negativo del campo eléctrico. La razón por la que se construye de esta manera es porque cualquier objeto en un campo de energía potencial se acelerará hacia un potencial más bajo, por lo que usando la ecuación anterior, las líneas de campo apuntan en la dirección de la fuerza.
Una carga eléctrica positiva tiene más energía potencial cuanto más lejos está de la carga negativa. A medida que se acerca, pierde energía potencial (que se convierte en energía cinética). Esto significa que cuanto más te acercas a la carga negativa, menos energía potencial tiene.
Desde es negativa, la energía potencial disminuye (se vuelve más negativa) a medida que r disminuye. Entonces, en conclusión, solo piense en un campo eléctrico, o cualquier campo, como apuntando en la dirección de disminución de la energía potencial. Esto es simplemente la construcción de campos.
Según yo, la carga positiva está presente en el núcleo, por lo que atraerá hacia la carga negativa y la carga está presente hacia el núcleo, por lo que la atracción es radialmente hacia afuera.
Miguel