Coulomb

1
Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra sin la autorización escrita del autor. Todos los derechos de autor reservados

©

FUERZA ELÉCTRICA Y CARGAS ELÉCTRICAS PUNTUALES PROBLEMA.1. Se sitúan dos partículas cargadas eléctricamente a una distancia de 4,00 mm entre sí; siendo la magnitud de las cargas eléctricas q1 = 6,0C y q2 = -12,0C respectivamente. Determine: a) ¿Cuálserá el módulo de la fuerza eléctrica que se ejerce sobre cada carga eléctrica? Compare además la dirección y sentido del vector fuerza actuante sobre cada carga. b) ¿Cuál será el módulo de las fuerzas mencionadas, si la distancia entre las cargas eléctricas se reduce a la mitad? ¿y si la distancia se aumenta al doble respecto al apartado a)? (no es necesario que realice cálculos) SOLUCIÓN: a) Cómoaquí están involucradas partículas cargadas eléctricamente, para calcular el módulo de las fuerzas eléctricas ( F E ) que se ejercen dichas cargas entre sí, utilizaremos la ley de Coulomb. Dicha ley establece que para calcular el módulo de la fuerza que dos cargas eléctricas puntuales 1 se ejercen entre sí se debe utilizar la siguiente ecuación: FE 

Comentario [o1]: La letra “ “actúa como unprefijo que se lee “micro” y es equivalente a colocar el valor 1x10 - 6 como multiplicador . Ejemplo: 6,0  C = 6,0 x 1 x 10 - 6

k .q1 .q2 ; donde k es la constante de Coulomb cuyo valor es d2

k = 8,99x109 Nm2/C2; los símbolos q1 y q2 representan el valor absoluto de cada una de las cargas puntuales involucradas, y d indica la distancia que separa a las cargas eléctricas. Sustituyendo en laecuación: q1 = 6,0x10 – 6 C; q2 = -12x10 -6 ; d = 4,00x10 – 3 m El módulo de la fuerza F1/2 que ejerce la carga q 1 sobre la carga q 2 es:

Comentario [o2]: En este texto se utilizarán las siguientes notaciones: a)Cuando se haga referencia a un vector se utilizarán letras en color más oscuro (“negrita”) y b) Cuando se indique el módulo de una magnitud vectorial, se escribirá el símbolo con letrade color normal. Comentario [o3]: No está de más repetir, que la ecuación descripta, únicamente sirve para calcular el módulo de la fuerza eléctrica que dos cargas puntuales se ejercen mutuamente entre sí. Cuando se trabaje con otro tipo de cuerpos cargados que no sean partículas, no debe hacerse uso de la ley de Coulomb en una forma tan simple, sino que deben utilizarse otras ecuaciones.

F1 / 2

8,99 x10 9 N .m 2 / C 2 .6,0 x10 6 C.12,0 x10 6 C = 4, 0 x 10 4 N (4,00 x10 3 m) 2
Comentario [o4]: Aprecie como q 2 a pesar de tener carga negativa, en la ecuación siempre se la escribe con signo positivo, es decir que se trabaja con valores absolutos, de ahí que el resultado de la cuenta indique el módulo de la fuerza. Observe también que la distancia d se encuentra elevada alcuadrado. Es muy común en las pruebas escritas olvidarse de ese detalle. Preste atención siempre que realice cálculos. Por último analice cuidadosamente la ecuación para comprobar que la fuerza calculada tiene por unidad el Newton ( N )

Si se quisiera calcular el módulo de la fuerza F2/1 que ejerce la carga q2 sobre la carga q1, el cálculo llevaría al mismo planteo y resultado que el calculadoanteriormente. Por lo tanto, los módulos de las fuerzas que q1 y F2/1 q2 se ejercen entre sí, son iguales. Lo único que difiere F1/2 q1 q2 para estas fuerzas, es el sentido de las mismas. En la figura adjunta, se aprecia como las fuerzas involucradas
1

Se denomina carga puntual, a todo aquel cuerpo con carga eléctrica que posee dimensiones tan pequeñas, que se puede considerar a toda su cargaeléctrica y a toda su masa, concentradas en un punto del espacio.

2
Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra sin la autorización escrita del autor. Todos los derechos de autor reservados

©

en la interacción entre q1 y q2; son fuerzas de igual módulo y dirección, pero de sentidos opuestos. La disposición de las cargas eléctricas en el dibujo, se eligió de forma arbitraria, y la...