Question

ayuda pls me queda poco tiempo :(

1-) Tenemos tres conductores A, B y C en contacto. Le acercamos por el extremo derecho un cuerpo electrizado como se muestra en la figura. Si bajo la presencia del cuerpo electrizado los separamos. ¿Cómo quedan electrizados los tres conductores A, B y C?

2-) Dada la siguiente figura. Calcule la fuerza resultante que actúa sobre la carga Q2




3. Una esfera 1 con masa m1 = 0,5 kg y con carga Q1 = + 5 uC esta sostenida por una cuerda. Debajo de la carga Q1 se coloca otra esfera fija con m2 = 2,0 kg y Q2 = - 8,0 uC de carga como se muestra en la figura. Calcule la tensión en la cuerda si el sistema está en equilibrio.



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Answer 1

En estos ejercicios sobre electrostática tenemos:

• En el primer punto los conductores quedan con carga positiva el A, neutra el B y negativa el C.
• En el segundo punto, la carga Q2 sufre una fuerza de 10,8N con un ángulo de 57,3° en dirección hacia la izquierda y hacia arriba.
• En el tercer punto la tensión de la cuerda es de 10,7N.

Explicación:

1) Al acercar el cuerpo electrizado con carga positiva, en el extremo derecho del cuerpo aparece una concentración de carga negativa, ya que los electrones libres son atraídos hacia él. En el otro extremo queda una carga positiva formada por los iones que perdieron sus electrones libres al ser estos atraidos hacia la derecha. Entonces, al separar los conductores queda:

• A: con carga positiva
• B: sin carga
• C: con carga negativa.

2) La carga Q2 recibe una fuerza de atracción hacia la carga Q1 y una fuerza de repulsión desde la carga Q3, la magnitud de cada una de las fuerzas es:

$F_1=k\frac{Q_1Q_2}{(0,3m)^{2} }=9\times 10^{9} \frac{Nm^{2} }{C^{2} }\frac{7\times 10^{-6}C.13\times 10^{-6}}{(0,3m)^{2} }\\\\F_1=9,1\\\\F_2=k\frac{Q_3Q_2}{(0,4m)^{2} }=9\times 10^{9} \frac{Nm^{2} }{C^{2} }\frac{8\times 10^{-6}C.13\times 10^{-6}}{(0,4m)^{2} }\\\\F_2=5,85N$

Y la magnitud de la fuerza resultante es:

$F=\sqrt{F_1^{2}+F_2^{2} }=\sqrt{(9,1N)^{2}+(5,85N)^{2}}\\\\F=10,8N$

Y el ángulo respecto de la horizontal es:

$\phi=tan^{-1}(\frac{F_1}{F_3})=tan^{-1}(\frac{9,1N}{5,85N})=57,3\°$

En dirección a la izquierda y hacia arriba.

3) Si el sistema está en equilibrio, la cuerda compensa al peso de la esfera 1 y a la fuerza de atracción de esta hacia la esfera 2:

$T=mg+k\frac{Q_1Q_2}{d^{2} }=0,5kg.9,81\frac{m}{s^{2} }+9\times 10^{9}\frac{Nm^{2}}{C^{2}}}\frac{5\times 10^{-6}.8\times 10^{-6}}{(0,25m)^{2}}\\\\T=10,7N$