Question

Resuelve los problemas siguientes:


Un átomo de hidrógeno tiene estas características:

Partícula Carga (coulomb) Masa (kg)

Electrón (e) -1.6021917 × 10-19 9.1095 × 10-31

Protón (p) -1.6021917 × 10-19 1.67261 × 10-27

Neutrón (n) 0 1.67492 × 10-27


Además, en un átomo de hidrógeno, el electrón y el protón tienen en promedio una misma separación de 5.3 × 10-11 m.


1.1. A partir de lo anterior, encuentra la magnitud de la fuerza eléctrica, considera la siguiente fórmula:


F= K⋅Q⋅qr2



1.2. ¿Cuál es la separación de dos cargas de -4 μC si la fuerza de repulsión entre ellas es de 200 N? Deberás despejar r para calcular la distancia, obteniendo:



F= (K⋅Q⋅qr2) 1/2



2. Determina la distancia a la que se encuentran un par de cuerpos cuyas cargas puntuales son de -9μC y si su energía potencial eléctrica es de -9 Joules. Recuerda utilizar:


Ep = kQq/r


¿Cuál es la importancia de las partículas fundamentales en la aplicación de las leyes electromagnéticas?

Answer 1

Sabemos que la fuerza electrica la alculamos como:

F = k * Q1*Q2 /r^2

De tal forma que sabemos que la fuerza electrica entre el electron y el proton dentro del átomo de hidrógeno es la siguiente:

F = k* -1.6021917 × 10-19 * 9.1095 × 10-31  / (5.3 × 10-11 )^2

sabemos que k =  9·109 N*m2/C2

Entonces:

F =  9·10^9  * -1.6021917 × 10^-19 * 9.1095 × 10^-31  / (5.3 × 10^-11 )^2

F = -4.67627*10^-19 N

2. ¿Cuál es la separación de dos cargas de -4 μC si la fuerza de repulsión entre ellas es de 200 N? Deberás despejar r para calcular la distancia, obteniendo:

r = √k * q1*q2/F

sustituyendo tenemos:

r = √ 9*10^9 * 2(-4*10^-6)/200

r=18.9 m