Ejercicio 2 - Ley de Coulomb (Cargas Puntuales)

 


Al principio, dos pequeñas esferas son neutras y están separadas por una distancia de 0.50 m. Suponga que de una esfera se retiran 3.0 x 1013 electrones y se depositan en la otra. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza electrostática que actúa sobre cada esfera? Representa a la fuerza eléctrica en cada esfera. 

Datos:

$$d=0.5\ m$$

$$Carga\ de\ 1\ electron=1.602\times{10}^{-19}Coulomb$$


Solución:

Calculamos la carga de $3\times{10}^{13}$ electrones multiplicando la carga de un electrón por la cantidad de electrones

$$q=\left(1.602\times{10}^{-19}Coulomb\right)\left(3\times{10}^{13}\ electrones\right)$$

$$q=4.806\times{10}^{-6}\ Coulomb$$

Al principio ambas esferas se encuentran sin carga por lo que al quitarle los electrones a una y ponérselas a la otra una quedara cargada positivamente y la otra negativamente, entonces:

$$q_1=4.806\times{10}^{-6}\ Coulomb$$

$$q_2=-4.806\times{10}^{-6}\ Coulomb$$

Ahora calculamos la fuerza eléctrica usando la fórmula de la ley de coulomb

$$F=k\frac{\left|q_1q_2\right|}{d^2}$$

Quedando:

$$F=\left(9\times{10}^9\frac{Nm^2}{c^2}\right)\left(\frac{\left|\left(-4.806\times{10}^{-6}\ Coulomb\right)\left(4.806\times{10}^{-6}\ Coulomb\right)\right|}{\left(0.5\ m\right)^2}\right)$$

$$F=0.8315\ N$$


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