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Ejemplo, cómo calcular la fuerza entre cargas eléctricas

Problema n° 3 de electrostática

Enunciado del ejercicio n° 3

Una bola de médula de sauco, a, tiene una masa de 0,102 g y una carga de 0,1 µC. a está ubicada a 50 cm de otra bola, b, de 0,04 µC.

a) ¿Qué fuerza ejerce B sobre A?

b) ¿Cuál será la aceleración de a en el instante en que se suelta? (no tener en cuenta la aceleración de la gravedad).

Desarrollo

Datos:

qA = 0,1 µC = 10-7 C

qB = 0,04 µC = 4·10-8 C

r = 50 cm = 5·10-1 m

mA = 0,102 g = 1,02·10-4 kg

Fórmulas:

F = k·q1·q2/r²

Solución

a)

F = k·qA·qB/r²

F = 9·109 (N·m²/C²)·10-7 C·4·10-8 C/(5·10-1 m)²

F = 36·10-6 (N·m²/C²)·C²/25·10-2

Resultado, la fuerza que ejerce la carga qB sobre la carga qA es:

F = 1,44·10-4 N

b)

F = m·a

a =F
m
a =1,44·10-4 N
1,02·10-4 kg

Resultado, la aceleración de a en el instante en que se suelta es:

a = 1,412 m/s²

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