Question

- Tres cargas puntuales se colocan en los siguientes puntos sobre el eje x: +2.0 μC en x = 0, -3.0 μC en x = 40 cm
y -5.0 μC en x = 120 cm. Encuentre la fuerza a) sobre la carga de -3.0 μC, b) sobre la carga de -5.0 μC.

Answer 1

Respuesta:

a. La fuerza sobre la carga de - 3 μC es de 0,3375 N

segundo. La fuerza sobre la carga de - 5 μC es 0.0625 N

Explicación:

En nuestro caso, debemos encontrar la fuerza de atracción entre cargas de diferentes polaridades. Aquí, debemos usar la Ley de Coulomb.

Para la fórmula usaremos:

dónde

F es la fuerza de atracción entre cargas, la unidad está en Newtons (N)  

q, q 'son las cargas, las unidades están en culombios (C)

r es la distancia entre cargas, la unidad está en metros (m)

Para la información dada

Asignemos para las variables:

q1 = +2 μC

q2 = - 3 μC

q3 = - 5 μC

r12 = 40 cm = 0.40 m es la distancia entre q1 y q2

r13 = 120 cm = 1.2 m es la distancia entre q1 y q3

Resolviendo el problema

1. Primero es encontrar la fuerza entre q1 y q2. Usa la fórmula para la fuerza, tenemos:

Tenga en cuenta que tomamos los valores absolutos del producto entre cargas.

2. Lo siguiente es encontrar la fuerza de atracción entre q1 y q3. Use nuevamente la fórmula para la fuerza, tenemos:

Por lo tanto, la fuerza entre 2 μC y - 3 μC es 0,3375 N y la fuerza entre 2 μC y - 5 μC es 0,0625 N .

Esto significa que cuanto mayor sea la distancia entre cargas, menor será la fuerza de atracción.

Answer 2

La fuerza que experimenta la carga de -3 μC vale -0.13 newtons, mientra que sobre la carga de -5 μC actúa una fuerza de 0.15 newtons.

Para determinar la fuerza total sobre las cargas debemos determinar las individuales por medio de la Ley de Coulomb y sumarlas usando superposición.

¿Qué dice la Ley de Coulomb?

Expresa la fuerza entre dos cargas:

F = K * Q1*Q2/R^2

donde:

• F: es la fuerza entre las cargas.
• K: es una constante.
• Q1: es la carga 1.
• Q2: es la carga 2.
• R: es la distancia.

Los datos son:

K = 9*10⁹ Nm²/C²

R₁₂ = 0.4 m

R₂₃ = 120-40 = 80 cm = 0.8 m

R₁₃ = 1.2 m

Q1 = 2 µC

Q2 = -3 µC

Q3 = -5 µC

Te explicamos el procedimiento.

• Parte a) fuerza sobre Q2:

Sustituyendo los valores:

F₂ = F₁₂ + F₃₂

F₂ = (9*10⁹)*(2*10⁻⁶)*(-3*10⁻⁶)/0.4² + (9*10⁹)*(-5*10⁻⁶)*(-3*10⁻⁶)/0.8²

F₂ = -0.13 N

La fuerza sobre la carga de -3 μC vale -0.13 N.

• Parte b): Fuerza sobre Q3:

Sustituyendo:

F₃ = F₁₃ + F₂₃

F₃ = (9*10⁹)*(2*10⁻⁶)*(-5*10⁻⁶)/1.2² + (9*10⁹)*(-3*10⁻⁶)*(-5*10⁻⁶)*/0.8²

F₃ = 0.15 N

La fuerza sobre la carga de -5 μC vale 0.15 N.

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