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Ejemplo, cómo determinar la fuerza entre cargas eléctricas

Ejemplo n° 1 de electrostática

Ejemplo n° 1

La distancia entre el electrón y el protón en el átomo de hidrógeno es de 5,3·10-11 m. Compara las fuerzas electrostática y gravitatoria que se ejercen mutuamente y di qué conclusiones obtienes.

Desarrollo

Datos:

Masa del protón: mp = 1,67·10-27 kg.

Masa del electrón me = 9,1·10-31 kg.

Carga del protón: +e = +1,6·10-19 C

Carga del electrón: -e = -1,6·10-19 C

|-e| = |+e| = 1,6·10-19 C

r = 5,3·10-11 m

k0 = 9·109 N·m²/C²

G = 6,67·10-11 N·m²/kg²

Fórmulas:

F = k0·q1·q2/r²

Fg = G·m1·m2/r²

Solución

Aplicamos la ley de Coulomb para hallar la fuerza electrostática que ejercen mutuamente las dos partículas:

|Fe| =|+e|·|-e|= 9·109·N·m²·(1,6·10-19 C)²
(5,3·10-11 m)²

|Fe| = 8,2·10-8 N

Aplicamos la ley de la gravitación universal para hallar la fuerza gravitatoria que se ejercen mutuamente las dos partículas:

|Fg| = G·me·mp= 6,67·10-11·N·m²·9,1·10-31 kg·1,67·10-27 kg
kg²(5,3·10-11 m)²

|Fg| = 3,6·10-47 N

La fuerza electrostática es 1039 veces mayor que la fuerza gravitatoria. Este resultado pone de manifiesto que a nivel atómico las fuerzas electrostáticas son mucho más intensas que las gravitatorias.

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• Fuente:

http://www.freewebs.com/fisicamontpe/

Física de 2° de Bachillerato - Colegio Montpellier

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

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