Se coloca determinado elemento P, que hace que los iones se muevan de tal manera que su separación ahora es de 0.14 μm. De este modo, el elemento P queda justo a la mitad, como se muestra en la figura: 2.1 Determina la intensidad del campo eléctrico en el punto medio P originado por las cargas de los iones A y B. En este caso, tenemos dos cargas, por lo cual se debe utilizar la fórmula: 2.2 Con base en el resultado obtenido, ¿cuál es el sentido del campo eléctrico en el punto P: izquierda o derecha?, ¿por qué? 2.3 Con base en tus resultados anteriores, y suponiendo que los iones A,B y el elemento P generan un campo magnético, realiza el bosquejo del campo que se determinaría con estos elementos. Justifica tu dibujo. Bosquejo del campo magnético Justificación Menciona tres situaciones donde puedes observar campos magnéticos y la importancia de conocer su intensidad.
Respuestas
1.1) La fuerza eléctrica es de -1.26 x 10¹⁰ N.
1.2) De acuerdo al resultado obtenido se tiene que los iones se atraen por poseer cargas de distintas naturalezas.
1.3) El ion A siempre tenderá a atraerse con el ion B, pero no se cuenta con la posición de ambos.
2.1) El campo eléctrico en P es de -1.606 x 10⁹ N/C.
2.2) El sentido del campo eléctrico en P es hacía el interior de P.
Explicación.
En primer lugar la fuerza eléctrica se calcula como:
F = k*q1*q2/d²
Los datos son:
k = 9 x 10⁹ Nm²/C²
q1 = 5 μC = 5 x 10⁻⁶ C
q2 = - 7 μC = -7 x 10⁻⁶ C
d = 5 μm = 5 x 10⁻⁶ m
Sustituyendo se tiene que:
F = (9 x 10⁹)*(5 x 10⁻⁶)*(-7 x 10⁻⁶)/(5 x 10⁻⁶)²
F = -1.26 x 10¹⁰ N
Ahora para calcular el campo eléctrico se aplica la siguiente ecuación:
E = q1*q2/4π*εo*r²
Los datos son los siguientes:
εo = 8.85 x 10⁻¹² C²/Nm²
r = 14 μm = 14 x 10⁻⁶ m
q1 = 5 μC = 5 x 10⁻⁶ C
q2 = - 7 μC = -7 x 10⁻⁶ C
Sustituyendo:
E = (5 x 10⁻⁶)*(-7 x 10⁻⁶)/4π*(8.85 x 10⁻¹²)*(14 x 10⁻⁶)²
E = -1.606 x 10⁹ N/C
