REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIONINSTITUTO IUNIVERSITARIO “ANTONIO JOSE DE SUCRE “

EJERCICIOS DE CARGA ELECTRICA

NANCY COLMENAREZ CI 23.846.330

FISICA II SECCION S2

Problema  1.-Dos cargas puntuales (q1 y q2) se atraen inicialmente entre sí con una fuerza de 600 N, si la separación entre ellas

se reduce a un tercio de su valor original  ¿cuál es la nueva fuerza de atracción?DatosTenemos que la fórmula de la magnitud de la fuerza eléctrica (F) es

Donde:

k = constanteq1, q2 = cargas 1 y 2 (Ver: Valor absoluto)

r = distancia entre las cargas

Supongamos que la distancia inicial es "x". Entonces, reemplazando nos queda

En seguida, llamemos “y” a la fuerza nueva.  Ahora la separación es 1/3 de la original, es decir, x/3. Por lo tanto, la nueva fuerza es

Seguimos operando, invertimos el denominador del segundo miembro y multiplicamos

  Recordemos que

por lo tanto, si reemplazamos nos queda                                                          La nueva magnitud de la fuerza es 5.400 N. 

Problema 2.-¿Cuál debe ser la separación entre dos cargas de +5 µC para que la fuerza de repulsión sea 4 N?Datos:q1 = +5µC = +5 x 10–6 C

q2 =  +5µC = +5 x 10–6 C

F = 4 Nk= 9 x 109 Nm2/C2

r = x Usamos la fórmula:

Y en ella reemplazamos los valores:

                 

                                                                                                  Respuesta:Para que fuerza de repulsión sea de 4 N las cargas q1 y q2 deben estar a 0,2372 metro (237,2 mm) 

Problema 3.-

Una carga de +60 µC (q1) se coloca a 60 mm (r) a la izquierda de una carga

de +20 µC (q2) ¿cuál es la fuerza resultante sobre una carga de –35 µC

(q3) colocada en el punto medio (r/2) entre las dos cargas?

Datos:

Previamente, los micro coulomb (µC) debemos convertirlos a coulomb (C) y los milímetros (mm) a metros (m) para tener unidades equivalentes para

el newton (N).  (Ver: Notación científica).

q1 = +60 µC = 60 x 10–6 C (los micro coulomb los expresamos en C)

q2 =  +20 µC = 20 x 10–6 C (los micro coulomb los expresamos en C)

q3 =  –35 µC  =  –35 x 10–6 C (los micro coulomb los expresamos en C)r     = 60 mm = 60 x 10–3 m  (los milímetros los expresamos en metros)

r/2  =  30 mm  =  30  x 10–3 m  (los milímetros los expresamos en metros)Sabemos que la constante es

Desarrollo: Primero, calculemos la fuerza de atracción entre q1 y q3

Reemplazamos valores  

 De nuevo: repasar Notación científicaSeguimos.  Calculamos:

La fuerza entre q1 y q3 es de 21.000 N, valor absoluto (se atraen, tienen signos contrarios)

Ahora calculemos la fuerza entre q2 y q3

  

La fuerza entre q2 y q3 es de 7.000 N, valor absoluto  (se atraen, tienen signos contrarios)

Entonces, como q3 está sometida a 2 fuerzas que la atraen en distintas direcciones, la fuerza resultante debe ser 

la diferencia entre ambas; o sea, 21.000 – 7.000 = 14.000 N