Question

Un átomo de hidrógeno tiene estas características:

Partícula Carga (coulomb) Masa (kg)
Electrón (e) -1.6021917 × 10-19 9.1095 × 10-31
Protón (p) 1.6021917 × 10-19 1.67261 × 10-27
Neutrón (n) 0 1.67492 × 10-27



Además, en un átomo de hidrógeno, el electrón y el protón tienen en promedio una misma separación de 5.3 × 10-11 m.

1.1. A partir de lo anterior, encuentra la magnitud de la fuerza eléctrica, considera la siguiente fórmula:

F=k q1 q2
-----------
r2
1.2. ¿Cuál es la separación de dos cargas de -4 μC si la fuerza de repulsión entre ellas es de 200 N? Deberás despejar r para calcular la distancia, obteniendo:


Determina la distancia a la que se encuentran un par de cuerpos cuyas cargas puntuales son de -9 μC y si su energía potencial eléctrica es de -9 Joules. Recuerda utilizar:

Answer 1

Para resolver este ejercicio debemos aplicar la Ley de Coulomb, lo cual nos indica que:

F = K·q₁·q₂/d²

Ahora, para encontrar la fuerza debemos usar las cargas del protón y electrón, tenemos:

F = (9x10⁹ N·m²/C²)·(-1.60x10⁻¹⁹ C)·(1.60x10⁻¹⁹C)/(5.3x10⁻¹¹m)²

F = 9.22x10⁻⁸ N

Entonces, la fuerza eléctrica tiene un valor de 9.22x10⁻⁸ N.

1.2 Para este ejercicio debemos utilizar la ecuación de energía eléctrica, tenemos:

U = K·q₁·q₂/d

Tenemos la energía y la carga, procedemos a calcular la distancia.

9 J = (9x10⁹ N·m²/C²)·(-9x10⁻⁶C)²/d

d = 9000 m

Por tanto, tenemos que la distancia debe ser de 9000 metros.