Calcular la magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas de -3 mC y 1.2 mC, al estar separadas en el vacío por una distancia de 10 cm. Determinar la magnitud de la fuerza eléctrica si las cargas se sumergieran en agua (permitividad: 80.5)
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
- 40248.4472 N
Explicación:
Datos:
q1 = - 3x10^-3 C
q2 = 1.2x10^-3 C
d = 10 cm
ε_0= 80.5
Fórmula:
F = K (q1 * q2 / d2)
ε_r= F / F’
Primero pasamos los cm a m
10 cm(0.01m/(1 cm))=0.1 m
Sustituimos los valores en la fórmula:
F= 9x10^9 (Nm^2)/c^2 ((-3x10^(-3) c*1.2x10^(-3) c)/(0.1m)^2 )
= 9x10^9 (Nm^2)/c^2 ((-3.6x10^(-6) c^2)/(0.01 m^2 ))
= 9x10^9 (Nm^2)/c^2 (-3.6x10^(-4) c^2/m^2 )
=-3240000 (Nm^2 c^2)/(c^2 m^2 )
=-3240000N
Despejamos F’ de la fórmula, multiplicamos F’ a ambos lados
ε_r=F/F^'
→ε_r (F^')=(F(F^'))/F'
→ε_r (F^')=F
Dividimos ε_r a ambos lados
(ε_r (F^' ))/ε_r =F/ε_r
→F^'=F/ε_r
Sustituimos los valores en la fórmula:
F^'=-3240000N/80.5
F^'=-40248.4472 N
Por lo tanto, la fuerza de las cargas si se sumergen en agua es - 40248.4472 N el signo negativo en la fuerza indica que las cargas se atraen ya que son cargas de distintos signos.