Question

Determina el valor y el sentido de la fuerza que actúa entre dos cargas eléctricas de 30 μC y −40 μC que se encuentran en el vacío a una distancia de 30 cm.

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Answer 1

Hola!

Para este ejercicio, aplicamos la LEY DE COULOMB, que nos dice: " La magnitud de la fuerza entre dos partículas cargadas es directamente proporcional al producto de las cargas, e inversamente proporcional con el cuadrado de la distancia que los separa", es decir:

$F = k \times \frac{q1 \times q2}{ {d}^{2} }$

DONDE:

• F : magnitud de la FUERZA que se ejerce sobre cada carga, se mide en Newtons [N].

• k : Constante de proporcionalidad cuyo valor depende del medio que se separa a las cargas. Para el vacío es 9×10⁹Nm²/C²

• d : DISTANCIA de separación entre las cargas, se mide en METROS [m].

• q1, q2 : Son las CARGAS, se mide en COULOMB [C].

✓ LOS DATOS DEL PROBLEMA SON:

→ Cargas №1 (q1): 30μC = 30×10^(-6)C

→ Carga №2 (q2): -40μC = 40×10^(-6)C

→ Distancia (d): 30cm = 0,3m

→ Constante de Coulomb (k): 9×10⁹Nm²/C²

→ Fuerza (F): ?

✓ REEMPLAZANDO EN LA FÓRMULA:

$F = k \times \frac{q1 \times q2}{ {d}^{2} }$

$F = 9 \times {10}^{9} \frac{N {m}^{2} }{ {C }^{2} } \times \frac{(30 \times {10}^{ - 6} C )\times (40 \times {10}^{ - 6} C )}{ {(0,3 m)}^{2} }$

Resolviendo nos queda:

$F = 120N$

Como las cargas son de diferentes signos, la fuerza es de ATRACCIÓN, el sentido de la fuerza se puede observar en la imagen (2da gráfica), para la carga de 30μC el sentido es hacia la derecha, y para -40μC es hacia la izquierda.

Saludos.