Question

Un elevador sube con una aceleración constante de 30 m/s². si dentro de él hay

dos esferas de 30 gramos de masa atadas a sendos hilos. Cuál será la cara Q

que deben tener dichas esferas para que se ubiquen en la posición mostrada,

siendo L 60 cm, θ =37° considere la gravedad 10m/s², demostrar:


a) La fuerza que ejercen los hilos
b) Las cargas de las esferas
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Answer 1

La carga eléctrica que deben tener cada esfera es igual a:

Q = 6.014*10⁻⁶ C

La fuerza que ejercen los hilos o la tensión de los mismos es igual a:

T = 1.50N

Como el sistema es perfectamente simétrico, vamos a aplicar la Segunda Ley de Newton sobre la esfera izquierda en el momento en que esta en equilibrio estático dentro del ascensor, pero este se encuentra subiendo a una aceleración constante:

• ∑Fy = m * ay
• T * cos(37°) - P = m * ay
• 0.799 * T = 0.030Kg * 30m/s²  +  0.030Kg * 10m/s²
• T = 1.50N

• ∑Fx = 0
• F - T * sen(37°)  = 0
• F - 1.50N * (0.602) = 0
• F = 0.90 N

Con este valor de la fuerza eléctrica "F" podemos calcular la carga de cada esfera usando la Ley de Coulomb:

• F = K * Q² / d²
• 0.90 N = 9*10⁹N.m²/C² * Q² / (0.6m)²
• Q² = 0.90 N *  (0.6m)²  /  9*10⁹N.m²/C²
• Q = 6.014*10⁻⁶ C