Hidraulica De Canales

Fuerza eléctrica

Entre dos o más cargas aparece una fuerza denominada fuerza eléctrica cuyo módulo depende de el valor de las cargas y de la distancia que las separa, mientras que su signo depende del signo de cada carga. Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, mientras que las de distinto signo se atraen.

La fuerza entre dos cargas se calcula como:

q1, q2 = Valor de las cargas 1 y 2

d = Distancia de separación entre las cargas

Fe = Fuerza eléctrica

La fuerza es una magnitud vectorial, por lo tanto además de determinar el módulo se deben determinar dirección y sentido.

Dirección de la fuerza eléctrica

Si se trata únicamente de dos cargas, la dirección de la fuerza es colineal a la recta que une ambas cargas.

Sentido de la fuerza eléctrica

El sentido de la fuerza actuante entre dos cargas es de repulsión si ambas cargas son del mismo signo y de atracción si las cargas son de signo contrario.

Fuerzas originadas por varias cargas sobre otra

Si se tienen varias cargas y se quiere hallar la fuerza resultante sobre una de ellas, lo que se debe hacer es plantear cada fuerza sobre la carga (una por cada una de las otras cargas). Luego se tienen todas las fuerzas actuantes sobre esta carga y se hace la composición de fuerzas, con lo que se obtiene un vector resultante.

A.- FUERZA ELÉCTRICA Y CAMPO ELÉCTRICO

1. Se localizan tres cargas ubicadas en las esquinas de un triangulo equilátero. Calcúlese la fuerza eléctrica neta sobre la carga de 7 µC Sol: 0,8727 N, 330º

2. En la figura se muestran tres cargas puntuales idénticas, cada una de masa m y carga q que cuelgan de tres cuerdas. Determine el valor de q en términos de m, L y θ. Sol.

3. En un nubarrón es posible que haya una carga eléctrica de +40 C cerca de la parte superior y –40 C cerca de la parte inferior. Estas cargas están separadas por aproximadamente 2 km. ¿Cuál es la fuerza eléctrica entre ellas? Sol. 7,2 x 109 N

4. Un avión vuela a través de un nubarrón a una altura de 2000 m. Si hay una concentración de carga de + 40 C a una altura de 3000 m dentro de la nube y – 40 C a una altura de 1.000 m ¿Cuál es el campo eléctrico en la aeronave? Sol. 90.000 N/C

5. Un objeto que tiene una carga neta de 24 µC se coloca en un campo eléctrico uniforme de 610 N/C dirigido verticalmente. ¿Cuál es la masa de este objeto si "flota" en el campo?

6. Tres cargas puntuales, q, 2q, y 3q, están colgadas sobre los vértices de un triángulo equilátero. Determine la magnitud del campo eléctrico en el centro geométrico del triángulo.

7. Una barra de 14 cm de largo está cargada uniformemente y tiene una carga total de –22 . Determine la magnitud y dirección del campo eléctrico a lo largo del eje de la barra en un punto a 36 cm de su centro Sol. 1.586.367,28 N/C hacia la izquierda

8. Una barra aislante cargada de manera uniforme de 14 cm de largo se dobla en forma de semicírculo. Si la barra tiene una carga de –7.5 µC, encuentre la magnitud y dirección del campo eléctrico en O, el centro del semicírculo Sol. 6.891.428,57 N/C del centro del arco hacia adentro

9. Un electrón y un protón se ponen en reposo en un campo eléctrico de 520 N/C. Calcule la velocidad de cada partícula 48 ns (nanosegundo) después de liberarlas Sol. Vp = 2.391,5 m/s, Ve = 4.389.715,67 m/s

10. Una carga –q1 se localiza en el origen y una carga –q2 se ubica a lo largo del eje y. ¿En qué punto a lo largo del eje y el campo eléctrico es cero? Sol. A la mitad de la distancia entre las cargas

11. La fuerza electrostática entre dos iones semejantes que se encuentran separados por

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