Cómo jugar a Tira y afloja de cargas
- Elige una prueba y lee en la tarjeta las cargas y sus posiciones.
- Usa F = k·q₁·q₂ ÷ r² para cada par, con las cargas en C y r en m, y suma las fuerzas con sus sentidos.
- Escribe tu predicción y pulsa Iniciar. Una cuenta se acerca; los dinamómetros marcan las fuerzas.
- Compara el dinamómetro con tu línea naranja, o mira si la tercera cuenta se queda quieta.
Fuerzas entre cargas
La ley de Coulomb da la fuerza entre dos cargas puntuales: F = k·q₁·q₂ ÷ r², con k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C². Las cargas iguales se repelen y las opuestas se atraen, y las dos fuerzas son siempre iguales y opuestas, como dice la tercera ley de Newton. Cuando hay más de dos cargas, cada par actúa como si las demás no estuvieran, y las fuerzas sobre una carga se suman como vectores; en una línea recta, eso significa sumar con signos. Una tercera carga entre dos cargas iguales en signo no siente fuerza donde los dos empujes se anulan, que está más cerca de la carga menor porque la fuerza disminuye con el cuadrado de la distancia. La misma ley, a escala atómica, mantiene los electrones alrededor de los núcleos y une las moléculas.
Un modelo de aprendizaje acotado
Las cuentas son cargas puntuales en una varilla recta sin rozamiento. La cuenta móvil se acerca de forma constante durante 2 s, tan despacio que los dinamómetros marcan la fuerza eléctrica en cada momento, y luego se mantiene 1 s. En la prueba de equilibrio, la tercera cuenta se sujeta en tu punto y se suelta a los 2 s: cuenta como equilibrada dentro del 2 % del punto de equilibrio, donde un poco de rozamiento la retiene; si no, es empujada, y se dibuja durante 1 s como ilustración, no como simulación. Las flechas muestran la fuerza total sobre cada cuenta a una escala fija en cada prueba. Las respuestas dentro del 2 % son correctas.