Raúl y Jorge discuten en la biblioteca sobre la electricidad estática. Jorge quiere tener una idea de la cantidad de cargos que provoca la adherencia estática. Inmediatamente toma dos latas de refresco vacías (de las muchas que han consumido), cada una con una masa de 120 gramos. Raúl ata cada lata a los extremos de una cuerda (uno a cada extremo), sobre un clavo que sobresale de la pared cuelga el centro de cuerda. Cada lata a cuelga hacia abajo 30 cm desde el clavo. Afortunadamente, Raúl tiene guardada en su mochila una camisa de franela, saca la camisa y con ella frota las latas que se tocan entre sí. Las latas se separan en un ángulo de 10° con respecto a la vertical. Suponiendo que hay cantidades iguales de carga en cada lata, ¿cuál es la cantidad de carga transferida de la camisa a las latas?
Respuestas
La cantidad de carga q transferida de la camisa a las latas es de : q = 5*10^-7 C.
La cantidad de carga q transferida de la camisa a las latas se calcula mediante la aplicación de la fórmula de la ley de coulomb y peso utilizando las razones trigonométricas tangente y seno , de la siguiente manera :
m = 120 g = 0.12 Kg
L = 30 cm = 0.3 m
q = ?
10º respecto a la vertical
tang 10º = Fe/P siendo : P = m*g
Fe = K*q1*q2/d²
P =0.12 Kg * 9.8 m/seg2
P = 1.176 N
Se despeja la fuerza eléctrica Fe :
Fe = P*tang 10º
Fe = 1.176 N * tang 10º
Fe = 0.2073 N
Fe = K*q*q/d² Sen 10º = x/30 cm ⇒ x = 5.21 cm
d= 2*5.21 cm = 10.418 cm *1m/100cm = 0.10418 m
Se despeja la carga eléctrica q transferida :
q = √( Fe *d²/K)
q = √( 0.2073 N * ( 0.10418 m)²/9*10^9 N*m2/C2 )
q = 5*10^-7 C.