Ley de Coulomb (fuerza electrostática)

Question

He leído sobre la fuerza electrostática por lo que se dice que las cargas deben estar en reposo, pero en algunos ejercicios se calcula la fuerza electrostática entre el electrón y el protón en un átomo. En estos mismos ejercicios se dice que el electrón tiene una velocidad $v$ alrededor del protón.

Según esta situación, yo esperaría que la ley de Coulomb no se aplicara aquí porque el electrón se está moviendo alrededor del protón pero el ejercicio utiliza la ley de Coulomb para calcular la fuerza que actúa sobre el electrón.

He leído que la fuerza electrostática puede aplicarse también a la interacción entre átomos en moléculas y entre átomos y moléculas. En este último caso, ¿suponemos que la velocidad relativa de cada átomo respecto a otro es cero? Digo esto porque las moléculas podrían moverse.

Answer 1

En estos cálculos uno está interesado en la magnitud de la interacción, que se predice correctamente aplicando Coloumb. Para un tratamiento riguroso de las interacciones intermoleculares y atómicas hay que recurrir de todos modos a la teoría cuántica.

Answer 2

La electrostática (y la magnetostática) siguen siendo válidas sin modificaciones para velocidades bajas, lo que significa $v/c \ll 1$ .

Cuando no es así, hay que utilizar la relatividad (especial) y tener en cuenta las transformaciones de los campos eléctricos y magnéticos bajo las transformaciones de Lorentz.

Answer 3

La afirmación de que la Ley de Coulomb es sólo para cargas estáticas tiene que ver con la precisión, pero no implica que la fuerza deje de actuar. Una perturbación en un campo eléctrico se desplaza hacia el exterior a una velocidad finita (c), por lo que la fuerza sobre una segunda carga puede no reflejar que la primera se ha desplazado. O, si la segunda carga se mueve, puede experimentar una fuerza adicional procedente de cualquier campo magnético existente.