Ley de Coulomb: problemas y soluciones

1. Dos cargas puntuales, QA = +8 μC y QB = -5 μC, están separadas por una distancia r = 10 cm. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza eléctrica. La constante k = 8.988 x 109 Nm2C-2 = 9 x 109 Nm2C-2.

Ley de Coulomb: problemas y soluciones 1

Conocido :

Carga A (q A ) = +8 μC = +8 x 10 -6 C

Carga B (q B ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

La distancia entre las cargas A y B (r AB ) = 10 cm = 0.1 m

Se busca : La magnitud de la fuerza eléctrica

solución:

Fórmula de la ley de Coulomb :

Ley de Coulomb: problemas y soluciones 2

La magnitud de la fuerza eléctrica:

Ley de Coulomb: problemas y soluciones 16

Vea también  La magnitud del par neto: problemas y soluciones.

2. Dos partículas cargadas, como se muestra en la figura siguiente, Q P = +10 μC y Q q = +20 μC, están separadas por una distancia r = 10 cm. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza electrostática?

Ley de Coulomb: problemas y soluciones 4

Conocido :

Carga P (Q P ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Carga Q (Q Q ) = +20 μC = +20 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

La distancia entre las cargas P y Q (r PQ ) = 12 cm = 0.12 m = 12 x 10 -2 m

Se busca: La magnitud de la fuerza eléctrica

solución:

Ley de Coulomb: problemas y soluciones 15

Vea también  Magnitudes físicas Unidades Dimensiones – Problemas y soluciones

3. Tres partículas cargadas están dispuestas en línea recta como se muestra en la figura siguiente. La carga A es de -5 μC, la carga B es de +10 μC y la carga C es de -12 μC. Calcula la fuerza electrostática neta que ejercen las otras dos cargas sobre la partícula B.

Ley de Coulomb: problemas y soluciones 6

Conocido :

Carga A (q A ) = -5 μC = -5 x 10 -6 C

Carga B (q B ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Carga C (q C ) = -12 μC = -12 x 10 -6 C

k = 9 x 10 9 Nm 2 C −2

La distancia entre las partículas A y B (r AB ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10 -2 m

La distancia entre las partículas B y C (r BC ) = 4 cm = 0.04 m = 4 x 10 -2 m

Se busca: La magnitud y la dirección de la fuerza electrostática neta sobre la partícula B.

solución:

La fuerza neta sobre la partícula B es la suma vectorial de la fuerza F BA ejercida sobre la partícula B por la partícula A y la fuerza F BC ejercida sobre la partícula B por la partícula C.

La fuerza F BA ejercida sobre la partícula B por la partícula A:

 

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La dirección de la fuerza electrostática apunta hacia la partícula A (apunta hacia la izquierda).

La fuerza F BC ejercida sobre la partícula B por la partícula A:

 

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La dirección de la fuerza electrostática apunta hacia la partícula C (apunta hacia la derecha).

La fuerza electrostática neta sobre la partícula B :

F B = F AB – F BC = 675 N – 125 N = 550 Newtons.

La dirección de la fuerza electrostática neta sobre la partícula B apunta hacia la partícula C (apunta hacia la derecha).

Vea también  Movimiento ascendente y descendente en caída libre: problemas y soluciones.

4. Las partículas +Q 1 = 10 μC, +Q 2 = 50 μC y Q 3 están separadas como se muestra en la figura siguiente. ¿Cuál es la carga electrostática de la partícula 3 si la fuerza electrostática neta sobre la partícula 2 es cero?

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Conocido :

Carga 1 (q 1 ) = +10 μC = +10 x 10 -6 C

Carga 2 (q 2 ) = +50 μC = +50 x 10 -6 C

La distancia entre las cargas 1 y 2 (r 12 ) = 2 cm = 0.02 m = 2 x 10 -2 m

La distancia entre la carga 2 y la carga 3 (r 23 ) = 6 cm = 0.06 m = 6 x 10 -2 m

La fuerza electrostática neta sobre la partícula 2 (F 2 ) = 0

Se busca : cargo 3 (q 3 )

solución:

La fuerza neta sobre la partícula 2 es la suma vectorial de la fuerza F 21 ejercida sobre la partícula 2 por la partícula 1 y la fuerza F 23 ejercida sobre la partícula 2 por la partícula 3.

La fuerza F 21 ejercida sobre la partícula 2 por la partícula 1:

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La dirección de la fuerza electrostática apunta hacia la partícula 3 (apunta hacia la derecha).

La fuerza F23 fuerza ejercida sobre la partícula 2 por la partícula 3: 

La dirección de la fuerza electrostática apunta hacia la partícula 1 (apunta hacia la izquierda).

La fuerza electrostática neta sobre la partícula 2 = 0:

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