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Solución del ejercicio n° 1 de electrostática, fuerza eléctrica y carga eléctrica. Problema resuelto..Ejemplo, cómo calcular la fuerza entre cargas eléctricas

Problema n° 1 de electrostática

Problema n° 1

Calcular la fuerza que produce una carga de 10 µC sobre otra de 20 µC, cuando esta última se encuentra ubicada, respecto de la primera, a:

  1. 1 cm.
  2. 2 cm.
  3. 0,1 cm.

Desarrollo

Datos:

q1 = 10 µC = 1·10-5 C

q2 = 20 µC = 2·10-5 C

xa = 1 cm = 10-2 m

xb = 2 cm = 2·10-2 m

xc = 0,1 cm = 10-3 m

Fórmulas:

F = k·q1·q2/r²

Solución

a.

Fa = k·q1·q2/xa²

Fa = 9·109 (N·m²/C²)·1·10-5 C·2·10-5 C/(10-2 m)²

Fa = 18·10-1 (N·m²/C²)·C²/10-4

Fa = 18·10³ N

Resultado, la fuerza que ejerce la carga q1 sobre la carga q2 a 1 cm es:

Fa = 1,8·104 N

b.

Fb = k·q1·q2/xb²

Fb = 9·109 (N·m²/C²)·1·10-5 C·2·10-5 C/(2·10-2 m)²

Fb = 18·10-1 (N·m²/C²)·C²/4·10-4

Fb = 4,5·10³ N

Resultado, la fuerza que ejerce la carga q1 sobre la carga q2 a 2 cm es:

Fb = 4,5·10³ N

c.

Fc = k·q1·q2/xc²

Fc = 9·109 (N·m²/C²)·1·10-5 C·2·10-5 C/(10-3 m)²

Fc = 18·10-1 (N·m²/C²)·C²/10-6

Fc = 18·105 N

Resultado, la fuerza que ejerce la carga q1 sobre la carga q2 a 0,1 cm es:

Fc = 1,8·106 N

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