Lee con atención la siguiente situación:
Tres iones se encuentran en el espacio según la figura mostrada:

Los iones tienen las siguientes cargas eléctricas:
Ion 1: 8 mC (miliCoulomb)
Ion 2: -6 mC
Ion 3: 4 mC
En cierto instante la distancia entre el ion 1 y el 2 es de 4μm (4x10-6 m) y la distancia entre el ion 2 y el 3 es de 6μm (6x10-6 m).
2. Calcula la fuerza entre los iones 1 y 3
Recuerda que lo que nos permite medir la fuerza entre los iones 1 y 3 es la fórmula de la ley de Coulomb
Te recomendamos:
- Revisar el ejemplo del tema 1 de la unidad 2 de este módulo, así como el video que se encuentra en la siguiente dirección: https://www.youtube.com/watch?v=qpQkmsXu1Eo
- Anotar los valores de cada elemento de la fórmula.
- Sustituir los valores.
2. Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 1 y el ion 3 y anota el resultado.
2.1 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.
3. Ahora, calcula la fuerza entre los iones 2 y 3.
3.1 Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 2 y el ion 3 y anota el resultado.
3.2 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.
4. Responde los siguientes cuestionamientos considerando las atracciones y repulsiones que sufre el ion 3, así como los valores de dichas fuerzas.
4.1 ¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando se relaciona su fuerza con el ion 1, izquierda o derecha? Toma como referencia la figura donde se representan los iones y recuerda que la carga de ambos es positiva.
4.2 ¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando se relaciona su fuerza con el ion 2, izquierda o derecha? Recuerda tomar como referencia la figura donde se representan los iones y no olvides que la carga del ion 2 es negativa y la del ion 3 es positiva.
Respuestas a la pregunta
Contestado por
4
El ejercicio se resuelve utilizando la Ley de Coulomb, que se define así:
La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.
Fe = ke * ( | q1 | * | q2 | ) / ( r^2 )
ke = 8,9876 * 10^9 N * m^2 / C^2 ⇒ Constante de Coulomb
q1, q2: cargas eléctricas puntuales
r: distancia en la que está separada las cargas puntuales
Fuerza entre los iones 1 y 3:
Fe = (8,9876 * 10^9 N * m^2/ C^2)*[(8*10^-3 C)*(4*10^-3 C)] / (10*10^-6 m )^2
Fe = 2,876*10^15 N ; los iones se repelan porque sus signos de polaridad son iguales
El ion #3 se dirige hacia la derecha y el ion #1 hacia la izquierda puesto que estos se repelen
Fuerza entre los iones 2 y 3
Fe = (8,9876 * 10^9 N * m^2/ C^2)*[(-6*10^-3 C)*(4*10^-3 C)] / (10*10^-6 m )^2
Fe = -2,157*10^15 N ; los iones se atraen por ser de signos de polaridad opuestos.
El ión #3 se dirige hacia la izquierda y el ion #2 se dirige hacia la derecha puesto que estos se atraen
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La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario.
Fe = ke * ( | q1 | * | q2 | ) / ( r^2 )
ke = 8,9876 * 10^9 N * m^2 / C^2 ⇒ Constante de Coulomb
q1, q2: cargas eléctricas puntuales
r: distancia en la que está separada las cargas puntuales
Fuerza entre los iones 1 y 3:
Fe = (8,9876 * 10^9 N * m^2/ C^2)*[(8*10^-3 C)*(4*10^-3 C)] / (10*10^-6 m )^2
Fe = 2,876*10^15 N ; los iones se repelan porque sus signos de polaridad son iguales
El ion #3 se dirige hacia la derecha y el ion #1 hacia la izquierda puesto que estos se repelen
Fuerza entre los iones 2 y 3
Fe = (8,9876 * 10^9 N * m^2/ C^2)*[(-6*10^-3 C)*(4*10^-3 C)] / (10*10^-6 m )^2
Fe = -2,157*10^15 N ; los iones se atraen por ser de signos de polaridad opuestos.
El ión #3 se dirige hacia la izquierda y el ion #2 se dirige hacia la derecha puesto que estos se atraen
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