Fuerza electrostática entre dos cargas de signo distinto (5080)

, por F_y_Q

Dos cargas puntuales q_1  = 4\cdot 10^{-6}\ C y q_2  = -8\cdot 10^{-6}\ C están separadas por una distancia de 4 m como se puede ver en la figura:

a) ¿Cuál es la dirección y el sentido de la fuerza electrostática ejercida sobre la carga q _1?

b) ¿Cuál es el módulo de la fuerza que se ejerce sobre q _1?

c) Si el ángulo \varphi = 30 ^o, ¿cuáles son las componentes de la fuerza electrostática entre las cargas 1 y 2?


SOLUCIÓN:

La fuerza de atracción sobre q _1 tendrá como dirección la recta que une a las dos cargas y su sentido será noreste, ya que la carga que está en el origen de coordenadas es positiva y las líneas de fuerza parten de ella hacia fuera.
b) El módulo de la fuerza lo obtienes a partir de la ley de Coulomb, tomando las cargas en valor absoluto:

\color[RGB]{2,112,20}{\bm{F_{12} = K\cdot \frac{q_1\cdot q_2}{d^2}}}

Sustituyes y calculas el valor del módulo de la fuerza:

F_{12} = 9\cdot 10^9\ \frac{N\cdot \cancel{m^2}}{\cancel{C^2}}\cdot \frac{4\cdot 10^{-6}\ \cancel{C}\cdot 8\cdot 10^{-6}\ \cancel{C}}{4^2\ \cancel{m^2}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{1.8\cdot 10^{-2}\ N}}}


c) Si el ángulo \varphi  = 30^o las componentes de la fuerza serán:

\left F_{12_x} = F_{12}\cdot cos\ \varphi = 1.8\cdot 10^{-2}\ N\cdot cos\ 30^o = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{1.56\cdot 10^{-2}\ N}}}

F_{12_y} = F_{12}\cdot sen\ \varphi = 1.8\cdot 10^{-2}\ N\cdot sen\ 30^o = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{9\cdot 10^{-3}\ N \right}}}}

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