Question

Dos cargas puntuales de 30C y 50µC se
encuentran ubicadas como indica la figura
Calcule la fuerza eléctrica sobre la carga de
30µC y exprese el vector en forma polar.

Answer 1

La Fuerza Eléctrica que ejercen las Cargas Puntuales se obtiene mediante la fórmula siguiente:

F = Ke (q1 x q2/r²)

Datos:

q1 = 30 µC  

q2 = 50 µC

Ke: Constante de Coulomb (≈ 9 x 10⁹ Nm²/C²)

La distancia (r) que las separa; es la hipotenusa del triángulo rectángulo de la figura, que se obtiene utilizando el Teorema de Pitágoras.

r² = (8 cm)² + (15 cm)²

r² = 64 cm² + 225 cm² = 289 cm²

r² = 289 cm²

Este valor se debe convertir en metros cuadrados.

r² = 289 cm² x 1 m²/0,0001 cm² = 0,0289 m²

r² = 0,0289 m²

Sustituyendo los valores:

F = 9 x 10⁹ Nm²/C² (30 x 10⁻⁶ C x 50 x 10⁻⁶ C /0,0289 m²) = 4.671,28 N

F = 4.671,28 Newton

El ángulo (θ) resultante entre ambas cargas es:

Tan θ = Cateto Opuesto/Cateto Adyacente

Tan θ = 8 cm/15 cm = 0,533

Tan θ = 0,533

El ángulo se obtiene mediante la función Arco Tangente (tang ⁻¹).

θ = ArcTan 0,533 = 28,07°

θ = 28,07°

El valor resultante de la fuerza en notación polar es:

Módulo = 4.671,28 Newton

Argumento = 28,07°