¿Por qué la fuerza eléctrica depende del medio?

Question

Comparación de las ecuaciones de la fuerza gravitatoria y eléctrica

$$\vec{F}_g=-\frac{Gm_1m_2}{r^2}$$ y $$\vec{F}_e=\frac{Kq_1q_2}{r^2}$$

He notado que la única diferencia importante entre ellos es que la constante $K$ depende del medio. ¿Por qué?

Answer 1

Primero recuerda que $k = \dfrac {1}{4 \pi \epsilon_r\epsilon_o}$ donde $\epsilon_r \ge 1$

Es porque un medio puede ser polarizado por un campo E externo.
Los dipolos así configurados producen el campo E externo producen un campo E en la dirección opuesta por lo que el campo E neto (la suma de los campos E externos y los producidos por los dipolos) es menor.
Por lo tanto, la fuerza de una carga determinada es menor.

Un metal es "perfecto" para negar el campo E externo, tanto que el campo E en un metal es cero.

Answer 2

En el electromagnetismo hay cargas positivas y negativas. De ahí que la fuerza debida a las cargas eléctricas pueda ser atractiva o repulsiva. La gravedad, tratada como un campo de fuerzas clásico, sólo puede ser atractiva, no hay dos tipos de "carga gravitatoria".

Esto significa que, en el electromagnetismo, un medio determinado puede contener cargas positivas y negativas que pueden separarse mediante la aplicación de un campo eléctrico, un proceso denominado polarización. La separación de las cargas eléctricas produce un campo eléctrico que, sumado al campo eléctrico aplicado, da lugar a un campo eléctrico neto diferente en el medio y, por tanto, a una fuerza diferente que actúa sobre una carga de prueba en el medio.

Dado que sólo existe un tipo de "carga gravitatoria", este fenómeno no se produce al aplicar un campo gravitatorio.