Question

1.-Determina la magnitud de la fuerza de atracción resultante que ejercen las cargas q2 y q3 sobre q1 y el ángulo del vector de la resultante.
a. Utiliza el plano cartesiano para graficar el resultado, de la magnitud de la fuerza de atracción.

2.-Calcula la fuerza de q3 sobre q1. Para ello, hay que sustituir los valores de las respectivas cargas en la ecuación de la ley de Coulomb y el valor de la distancia d , la cual corresponde a la separación entre q1 y q3.

3.-Realiza el cálculo de la fuerza de q2 sobre q1.
a. Utiliza el plano cartesiano para graficar los resultados de las fuerzas solicitadas.

4.-Calcula la fuerza resultante FR.
a. Utiliza el plano cartesiano para graficar el resultado de los componentes x y y.

Answer 1

La fuerza es (0.252, 0.06235) N.

Explicación.

Para resolver este problema hay que aplicar el principio de superposición de fuerzas, el cual es el siguiente:

Ft = F1 + F2

Cada fuerza se calcula como:

F =  k*q1*q2/d² * (u)

Para F1 se tiene que los datos son los siguientes:

k = 9 x 10⁹ N*m²/C²

q1 = -20 μC = -20 x 10⁻⁶ C

q2 = 10 μC = 10 x 10⁻⁶ C

d = 5 cm = 0.05 m

u = (-0.025, -0.0433)/0.05 = (-0.5, -0.866)

Sustituyendo los datos en la ecuación se tiene que:

F1 = (9 x 10⁹)*(-20 x 10⁻⁶)*(10 x 10⁻⁶)/5² * (-0.5, -0.866)

F1 = (0.036, 0.06235) N

Para F2 se tiene que:

k = 9 x 10⁹ N*m²/C²

q1 = -20 μC = -20 x 10⁻⁶ C

q3 = 30 μC = 30 x 10⁻⁶ C

d = 5 cm = 0.05 m

u = (-1, 0)

Sustituyendo:

F2 = (9 x 10⁹)*(-20 x 10⁻⁶)*(30 x 10⁻⁶)/5² * (-1, 0)

F2 = (0.216, 0) N

Finalmente la fuerza resultante es la siguiente:

Ft = (0.036, 0.06235) + (0.216, 0)

Ft = (0.252, 0.06235) N