Question

Los iones tienen las siguientes cargas eléctricas: Ion 1: 8 mC (miliCoulomb) Ion 2: -6 mC Ion 3: 4 mC En cierto instante la distancia entre el ion 1 y el 2 es de 4μm (4x10-6 m) y la distancia entre el ion 2 y el 3 es de 6μm (6x10-6 m). 2. Calcula la fuerza entre los iones 1 y 3
2. Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 1 y el ion 3 y anota el resultado.
2.1 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.
3. Ahora, calcula la fuerza entre los iones 2 y 3.
3.1 Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 2 y el ion 3 y anota el resultado.
3.2 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.
4. Responde los siguientes cuestionamientos considerando las atracciones y repulsiones que sufre el ion 3, así como los valores de dichas fuerzas.
4.1 ¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando se relaciona su fuerza con el ion 1, izquierda o derecha? Toma como referencia la figura donde se representan los iones y recuerda que la carga de ambos es positiva.
4.2 ¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando se relaciona su fuerza con el ion 2, izquierda o derecha? Recuerda tomar como referencia la figura donde se representan los iones y no olvides que la carga del ion 2 es negativa y la del ion 3 es positiva.

Answer 1

El ejercicio se resuelve utilizando la Ley de Coulomb, que se define así:


La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.


Fe = ke * ( | q1 | * | q2 | ) / ( r^2 )


ke = 8,9876 * 10^9 N * m^2 / C^2 ⇒ Constante de Coulomb


q1, q2: cargas eléctricas puntuales


r: distancia en la que está separada las cargas puntuales


Fuerza entre los iones 1 y 3:


Fe = (8,9876 * 10^9 N * m^2/ C^2)*[(8*10^-3 C)*(4*10^-3 C)] / (10*10^-6 m )^2


Fe = 2,876*10^15 N ; los iones se repelan porque sus signos de polaridad son iguales


El ion #3 se dirige hacia la derecha y el ion #1 hacia la izquierda puesto que estos se repelen


Fuerza entre los iones 2 y 3


Fe = (8,9876 * 10^9 N * m^2/ C^2)*[(-6*10^-3 C)*(4*10^-3 C)] / (10*10^-6 m )^2


Fe = -2,157*10^15 N ; los iones se atraen por ser de signos de polaridad opuestos.


El ión #3 se dirige hacia la izquierda y el ion #2 se dirige hacia la derecha puesto que estos se atraen


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