Una carga positiva de 4.50 μC está fija en su sitio. Una partícula de masa 6.00 g y carga +3.00μC se dispara con una velocidad inicial de 66.0 m/s directamente hacia la carga fija desde una distancia de 4.20 cm de ésta. ¿Cuán cerca llega la carga móvil a la carga fija antes de detenerseycomenzar a alejarse de la carga fija?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Explicación:
No estoy muy seguro de la respuesta, pero esto es lo que pude razonar
1. Use cinemática, para la carga que esta en movimiento, la cual va a desacelerar por una fuerza contraria a ella. Por lo cual, se va a desplazar una distancia r hasta detenerse
2. Use la segunda ley de Newton, con la ley de fuerza electrica, ya que esta actua contraria a la particula en movimento su signo es negativo\\ Aqui es donde aparece mi duda, ya que es muy diferente la fuerza que actua a la distancia que esta al inicio, hasta hacer que la carga se detenga (Pero la voy a representar con la distancia recorrida todo el trayecto que se movio (estuve realizando con varias distancias y no me dio la respuesta, solo esta)
3. Al igualar las ecuaciones, obtenemos:
4. Para obtener la distancia que existe al final.
La carga móvil parte con una velocidad hacia la carga fija y se acerca a una distancia de 7.6 milímetros.
Los datos son:
q₁ = 4.50x10⁻⁶ C
q₂ = 3.00x10⁻⁶ C
m₂ = 6x10⁻³ kg
Do = 4.2x10⁻² m
Vo = 66 m/s
Para resolver este problema debemos realizar el siguiente procedimiento:
- Calcular la variación de energía cinética.
- Calcular la variación de energía potencial eléctrica.
- Determinar la distancia mínima.
La variación de energía cinética se calcula sabiendo que al detenerse la velocidad final Vf es cero:
ΔK = (1/2)*m₂*Vf²-(1/2)*m₂*Vo²
ΔK = -13.068 J
Para determinar la variación de energía potencial eléctrico usamos la ecuación:
ΔU = Ff*Df - Fo*Do
En donde la fuerza se determina con la ley de Coulomb.
¿Cómo es la ley de Coulomb?
Expresa la fuerza entre dos cargas:
F = 9*10⁹ * q₁*q₂/D^2
Entonces para la distancia mayor Do:
Fo = 68.88 N
Para la distancia menor:
Ff = 0.1215/Df²
Entonces la energía potencial es:
ΔU = -2.89 + 0.1215/Df
Usando la ecuación de conservación de la energía:
ΔU+ΔK = 0
Df = 0.0076 m
La distancia mínima es 7.6 milímetros.
Más sobre la ley de Coulomb:
https://brainly.lat/tarea/12091513
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