Resuelve las siguientes situaciones problemáticas.
1- Determina la cantidad de electrones necesaria para que un cuerpo se electrice
con una carga de 4 . 10-4 C.
2- Dos cargas eléctricas están colocadas en el vacío, cuyos módulos son Q1=2μC y
Q2= -4μC, entre ambas hay una distancia de 8cm. Determina la fuerza
electrostática entre las cargas.
3- Una carga de 3. 10-6 C se encuentra 20cm de una carga de -8 . 10-6C, ambas
colocadas en el vacío. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza de atracción entre las
cargas?.
4- ¿A cuántos centímetros en el vacío dos cargas de 1. 10-4 C y 4 . 10-4 C ejercen
una fuerza de atracción de 1000N entre sí?
5- En la figura, las cargas QA, QB y QC son iguales. QB ejerce sobre Qc una fuerza de
3 . 10 -6 N de intensidad. Calcula:
a. La intensidad de la fuerza que QC ejerce en QB.
b. La intensidad de la fuerza que QA ejerce en QC.
QA QB QC
Resuelve con tu Profe
6- Dos esferitas idénticas, pintadas con pintura metálica, están cargadas. Cuando
están alejadas a 4. 10-2 m, ellas se atraen con una fuerza de 27 . 10 -5 N. Se
aproxima una a otra, sin tocarlas con las manos. Al separarlas nuevamente
hasta una distancia de 4 . 10 -2 m, ellas se repelen con una fuerza de 9 . 10-5 N.
Determina las cargas de las esferitas antes y después de que se toquen,
considerando que una de las cargas, antes del contacto, era positiva y el triple
de la otra, y que = 9. 109 .2
2
.
Respuestas
1) La cantidad de electrones necesaria para que el cuerpo se electrice con una carga de 4 . 10-4 C es :2.5*1015 electrones.
2) La fuerza electrostática entre las cargas es: F = 11.25 N
3) La magnitud de la fuerza de atracción entre las cargas es: F = 5.4 N
4) El valor de la distancia en centímetros a la cual están separadas las dos cargas en el vaco es: d= 60 cm
5) a. La intensidad de la fuerza que QC ejerce en QB es: FCB =3*10-6 N
b. La intensidad de la fuerza que QA ejerce en QC es: FAC= 1.6875*10-6 N
6) Los valores de las cargas de las esferitas antes y después de que se toquen son respectivamente:
Antes : Q1 = +1.2*10-8 C ; Q2 = - 4*10-9 C
Después : Q1 = Q2 = +4*10-9 C
Los ejercicios planteados se resuelven mediante la aplicación de la ley de coulomb y el factor de conversión: 1C/6.25*1018 electrones , de la siguiente manera :
1. electrones =?
q = 4*10-4 C
4*10-4 C * 6.25*1018 electrones/1 C = 2.5*1015 electrones
2. Q1 = 2μC = 2*10-6 C
Q2= -4μC = -4*10-6 C
d = 8 cm = 0.08 m
F = ?
Ley de coulomb :
F = K*Q1*Q2/d²
F = 9*109 N*m2/C2* 2*10-6 C *4*10-6 C /(0.08 m)²
F = 11.25 N
3. Q1 = 3*10-6 C
Q2= -8*10-6 C
d = 20 cm = 0.2 m
F = ?
Ley de coulomb :
F = K*Q1*Q2/d²
F = 9*109 N*m2/C2* 3*10-6 C *8*10-6 C /(0.2 m)²
F = 5.4 N
4. q1 = 1*10-4 C
q2= 4*10-4 C
F = 1000 N
d =?
Ley de coulomb :
F = K*q1*q2/d²
Al despejar la distancia d :
d = √( K*q1*q2/F)
d = √( 9*109 N*m2/C2 * 1*10-4 C *4*10-4 C /1000 N )
d = 0.6 m * 100cm / 1m
d= 60 cm
5. QA= QB=QC = Q
FBC= 3*10-6 N
a) FCB=?
b) FAC=?
FBC = K*QB*QC/dBC²
FBC= K*Q²/dBC²
Se despeja Q :
Q = √(FBC*dBC²/K)
Q = √( 3*10-6 C*(0.03m)²/9*109 N*m2/C2)
Q = 5.47*10-10 C
FCB= K*QC*QB/dCB²
FCB = K*Q²/dCB² y dCB= dBC = 0.03m entonces :
FCB = FBC = 3*10-6 N a)
b) FAC = K*QA*QC/dAC²
FAC= K*Q²/dAC²
FAC= 9*109 N*m2/C2*(5.47*10-10C)²/(0.04m)²
FAC= 1.6875*10-6 N
Se adjunta el enunciado completo con su respectiva figura para su solución.
6. Q1 = +3*Q2 =?
Q2 = - ?
d = 4*10-2 m
F = 27*10-5 N
Q1 =? Q2 =? antes y después
F = 9*10-5 N
Aplicando la ley de coulomb :
F12 = K*Q1*Q2/d12²
27*10-5 N = 9*109 N*m2/C2*3Q2 *Q2/(4*10-2m)²
Al despejar y calcular el valor de Q2 resulta:
Q2 = √( 27*10-5 N * ( 4*10-2 m)²/3*9*109 N*m2/C2 )
Q2 = 4*10-9 C
Antes : Q1 = +3*Q2 = +3*4*10-9 C = +1.2*10-8 C
Q2 = - 4*10-9 C
Después :
Q1 +Q2 = +1.2*10-8 C + ( -4*10-9 C ) = 8*10-9 C/2 = +4*10-9 C
Entonces : Q1 = Q2 = +4*10-9 C
F= K*Q²/d²
Q = √( F*d²/K )
Q = √( 9*10-5 N *(4*10-2 m)²/9*109 N*m2/C2)
Q = 4*10-9 C
Q1 = Q2 = +4*10-9 C
Respuesta:
Ese es el primerooooooo
