La fuerza eléctrica.La Ley de Coulomb

Capítulo 23. La fuerza eléctrica



La Ley de Coulomb

23-1. Dos bolas cada una con una carga de 3 m c están separados por 20 mm. ¿Cuál es la fuerza de repulsión entre ellos?

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23-2. Dos punto cargos de -3 y + 4 m c son 12 mm. en el vacío. ¿Qué es la fuerza electrostática entre ellos?

[pic 2]

23-3. Una partícula alfa está conformado por dos protones (q e = 1,6 x 10 -19 C) y dos neutrones (sin cargo). ¿Qué es la fuerza repulsiva entre dos partículas alfa, separados por 2 nm?

[pic 3]

23-4. Asumir que el radio de la órbita del electrón alrededor de los protones en un átomo de hidrógeno es aproximadamente 5.2 x 10 -11 m. ¿Qué es la fuerza de atracción electrostática?

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23-5. ¿Qué es la separación de dos -4 m c cobra si la fuerza de repulsión entre ellos es de 200 N?

[pic 5]

23-6. Dos cargas idénticas separados por 30 mm experimentan una fuerza repulsiva de 980 N. ¿Cuál es la magnitud de cada carga?

[pic 6]


* 23-7. Un 10 m c de carga y un -6 m cargo c están separados por 40 mm. ¿Qué es la fuerza entre ellos. Las esferas son colocadas en contacto durante unos segundos y, a continuación, separadas nuevo 40 mm. ¿Qué es la nueva fuerza? ¿Es atractiva o repulsiva?

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* el 23-8. Dos cargas puntuales inicialmente atraen entre sí con una fuerza de 600 N. Si su separación se reduce a una tercera parte de su distancia original, ¿qué es la nueva fuerza de atracción?

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La resultante fuerza electrostática

23-9. Un + 60 m c cargo se coloca 60 mm a la izquierda de un + 20 m c cargo. ¿Qué es la fuerza resultante en un -35 m cargo c coloca a mitad de camino entre las dos cargas?

[pic 9]


23-10. Un cargo de punto de + 36 m C se coloca 80 mm a la izquierda de una segunda carga de punto de -22 m C. ¿Qué fuerza se ejerce sobre el tercer cargo de + 10 m c situado en el punto medio?

[pic 10]

23-11. Para problema 23-10, ¿qué es la fuerza resultante bajo la tercera acusación de + 12 m c colocado entre las otras cargas y situado a 60 mm desde el + 36 m cargo C?

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23-12. Un + 6 m c cobrar es de 44 mm a la derecha de un -8 m c cargo. ¿Qué es la fuerza resultante en un -2 m C cargo que es de 20 mm a la derecha del -8 m cargo C?

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Tanto a la derecha, así f R = F 13 + F 23 =360 N + 187,5 N; F = 548 N derechistas


* 23-13. Un 64 - m c cargo es ubicar 30 cm a la izquierda de un 16 - m c cargo. ¿Qué es la fuerza resultante en un -12 m c cargo situado exactamente 50 mm por debajo de los 16 m cargo C?

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* 23-14. Una carga de + 60 CN es situado 80 mm por encima de un -40-cargo de CN. ¿Qué es la fuerza resultante en un -50-CN cargo ubicado 45 mm horizontalmente a la derecha del -40-CN cargo?

[pic 14]

* 23-15. Tres punto cargos q 1 = + 8 m q C, 2 = -4 m c y q 3 = + 2 m c se colocan en las esquinas de un triángulo equilátero, 80 mm a cada lado, tal como se describe en la figura 23-15. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza resultante en el + 8 m cargo C?

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Problemas de desafío

23-16. ¿Cuál debe ser la separación de dos + 5-uC cobra por lo que la fuerza de repulsión es 4 N?

[pic 16]

23-17. La fuerza repulsiva entre dos bolas de médula se encuentra para ser 60 m N. Si cada bola de médula lleva una carga de 8 Carolina del Norte, lo que es su separación?

[pic 17]; r = 98,0 mm

23-18. Dos cargas idénticas de desconocido experimentan una fuerza repulsiva mutua de 48 N cuando separadas por 60 mm. ¿Cuál es la magnitud de cada carga?

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23-19. Un objeto contiene un exceso de 5 x 10 14 electrones y otro tiene una deficiencia de 4 x 10 14 electrones. ¿Cuál es la fuerza que ejerce por otro si los objetos son aparte de 30 mm? ¿Es atracción o repulsión? (1 e = 1,6 x 10 -19 C, exceso =-, deficiencia = +.)

[pic 19]

23-20. Si fuera posible poner 1 C de forma gratuita en cada una de las dos esferas separadas por una distancia de 1 m, lo que sería la fuerza repulsiva en newtons.

[pic 20]

El coulomb es una unidad muy grande para aplicaciones de electrostática.

¿23-21. Cuántos electrones deben colocarse en cada una de las dos esferas separadas por 4 mm, con el fin de producir una fuerza repulsiva de un 400 N?

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23-22. Un cargo de – 40-nC se coloca 40 mm a la izquierda de un + 6-cargo de CN. ¿Qué es la fuerza resultante en un lugar de carga – 12-nC 8 mm a la derecha de la + 6-CN cargo?

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Tanto a la derecha, así f R = F 1 + F 2 =1,88 mN – mN 10.1; F = - 8,25 mN leftward

23-23. A 5 - m c cargo se coloca a la derecha de un 2-de 6 cm m c cargo. ¿Qué es la fuerza resultante bajo la acusación de CN nacido colocan 2 cm a la izquierda de la 2 - m cargo C?


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23-24. Se coloca un número igual de electrones en dos esferas de metales 3,0 cm en el aire. ¿Cuántos electrones que se encuentran en cada esfera si la fuerza resultante es de 4500 N?

[pic 24]

23-25. Un cargo de 4-nC se coloca en una esfera de 4-g que tiene libertad para moverse. Fijo A 10 - m cargo de punto c es de 4 cm de distancia. ¿Cuál es la aceleración inicial de la 4 - m cargo C?

[pic 25]

* 23-26. ¿Qué es la fuerza resultante en un + 2 m C cobrar una distancia igual de 60 mm de cada uno de dos – 4 - m c cargos que son 80 mm en aire?

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* 23-27. Dos cargos de + 25 y + 16 m c son 80 mm de distancia. Un tercer cargo de + 60 m C se coloca entre las cargas de la + 25 30 mm m c cargo. Encontrar la fuerza resultante en el tercer cargo?

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* 23-28. Una bola de médula de 0,02-g se suspende libremente. La bola se da un cargo de + 20 m C y colocado 0,6 m de un cargo de + 50 m C. ¿Cuál será la aceleración inicial de la bola de médula?

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* 23-29. Un 4 m c cargo está situado a 6 cm de un 8 m c cargo. ¿En qué momento en una línea de Unión entre los dos cargos la fuerza resultante será cero? 

[pic 29]

* 23-30. Un cargo de + 8 CN se coloca 40 mm a la izquierda de un cargo de CN –14. ¿Que un tercer cargo se debe colocar si es experimentar una cero fuerza resultante?

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* 23-31. Un + 16- m c cobrar es de 80 mm a la derecha de un + 9 m C. Que un tercer cargo se debe colocar para que la fuerza resultante es cero?


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* 23-32. Dos esferas de 3-g están suspendidas desde un punto común con dos hilos de seda luz 80 mm de masa despreciable. ¿Qué cargo se colocarán en cada esfera de si sus posiciones finales son 50 mm.?


[pic 32]

* 23-33. Una pequeña esfera metálica se da un cargo de + 40 m c y una segunda cm de esfera 8 lejos se da un cargo de – 12 m C. ¿Qué es la fuerza de atracción entre ellos? Si las dos esferas están autorizadas a tocar y, a continuación, una vez más se colocan a 8 cm de separación, ¿qué nueva fuerza eléctrica existe entre ellos? ¿Es atracción o repulsión?


[pic 33]

* 23-34. La carga total en dos esferas de metales 50 mm. es 80 m C. Si ellos repelen con una fuerza de 800 N, lo que es la carga en cada esfera?

[pic 34]
[pic 35]

* 23-35. Cuatro pequeñas esferas se dan cada uno cargos de q = + 20 m c y colocados en las esquinas de un cuadrado con lados de longitud, mostrar que la fuerza resultante en cada cargo tiene una magnitud igual a 1914 N. 6 cm. ¿Cuál es la dirección de la fuerza? ¿Qué va a cambiar si los cargos son cada q = -20 m C? (Como repelen de cargos, por lo que no importa el signo).


[pic 36]

* 23-36. Dos cargas q 1 y q 2 están separados por una distancia r. Ellos experimentan una fuerza f a esta distancia. Si se reduce la separación inicial sólo 40 mm, se duplica la fuerza entre las dos cargas. ¿Cuál fue la separación inicial?


[pic 37]

* 23-37. Dos bolas de médula del g-8 son suspendidos de hilos de seda 60 cm de largo y conectados a un punto común. Cuando las esferas reciben cantidades iguales de carga negativa, las bolas vienen a descansar 30 cm de separación. Calcular la magnitud de la carga en cada esfera de médula.

[pic 38]

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