Electrización de un peine y variación de su masa (2305)

, por F_y_Q

|

Cuando un objeto como un peine de plástico se carga por frotamiento con una tela, la carga neta, por lo general, es de unos cuantos microculombios. Si esa carga fuera de 3.0\ \mu C, ¿en qué porcentaje cambiaría la masa de un peine de 35 g durante el proceso de carga?

Datos: m_e = 9.1\cdot 10^{-31}\ kg ; q_e = 1.9\cdot 10^{-19}\ C

P.-S.

La carga que adquiere el peine es debida a la transferencia de electrones, es decir, el peine pierde una cantidad de electrones y queda cargado. A partir de la carga que almacena puedes saber cuántos:

3\ \cancel{\mu C}\cdot \frac{10^{-6}\ \cancel{C}}{1\ \cancel{\mu C}}\cdot \frac{1\ e^-}{1.9\cdot 10^{-19}\ \cancel{C}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{1.6\cdot 10^{13}\ e^-}}

A partir de la masa del electrón puedes saber qué masa representan todos los electrones desprendidos:

1.6\cdot 10^{13}\ \cancel{e^-}\cdot \frac{9.1\cdot 10^{-31}\ kg}{1\ \cancel{e^-}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{1.5\cdot 10^{-17}\ kg}}

Haciendo la conversión a gramos, para compararlo con la masa del peine, son:

1.5\cdot 10^{-17}\ \cancel{kg}\cdot \frac{10^3\ g}{1\ \cancel{kg}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{1.5\cdot 10^{-14}\ g}}

El porcentaje que representa es:

\frac{1.5\cdot 10^{-14}\ \cancel{g}}{35\ \cancel{g}}\cdot 100 = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{4.3\cdot 10^{-14}\ \%}}}