Dos cargas puntuales se repelen con una fuerza de 5 N. Si una de las cargas se duplica y la distancia se reduce a la mitad. Hallar la variación de la fuerza que sufren las cargas.
Respuestas a la pregunta
Sabiendo que dos cargas se repelen, inicialmente, con una fuerza de 5N, si una carga se duplica y la distancia se reduce a la mitad, entonces la variación de la fuerza que sufren las cargas es de 35 N.
Análisis de la ley de Coulomb para hallar la fuerza eléctrica entre dos cargas
Esta ley establece que la fuerza eléctrica entre dos cargas se define mediante la siguiente ecuación:
F = k·q·q'/d²
Donde:
- F = fuerza
- k = constante de Coulomb (9x10⁹ N·m²/C²)
- q y q' = cargas
- d = distancia entre cargas
Resolución del problema
Inicialmente, sabemos que dos cargas se repelen con una fuerza de 5 N, es decir:
F = k·q·q'/d² = 5 N
Ahora, procedemos a buscar la nueva fuerza de repulsión aplicando las condiciones mencionadas:
F' = k·(2q)·q'/(d/2)²
F' = k·(2q)·q'/(d²/4)
F' = (4·2)·(k·q·q'/d²)
F' = 8·(k·q·q'/d²)
F' = 8·(5 N)
F' = 40 N
Finalmente, procedemos a buscar la variación de la fuerza que sufren las cargas:
ΔF = F' - F
ΔF = 40 N - 5 N
ΔF = 35 N
En conclusión, la variación de la fuerza que sufren las cargas es de 35 N.
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