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Solución del ejercicio n° 5 de electrostática, fuerza eléctrica y carga eléctrica. Problema resuelto..Ejemplo, cómo calcular la fuerza resultante entre cargas eléctricas
Problema n° 5 de electrostática
Problema n° 5
En los vértices de un cuadrado imaginario de 0,1 cm de lado hay cargas de 30, -10, 40 y 0 C. Encuentre la fuerza resultante sobre el vértice de -10 C.
Diagrama de las cargas eléctricas y las fuerzas
Desarrollo
Datos:
q1 = 30 C
q2 = -10 C
q3 = 40 C
q4 = 0 C
r = 0,1 cm = 10-3 m
Fórmulas:
F = k·q1·q2/r²
Solución
F32 = k·q3·q2/r² y F32 = FR·sen α
F12 = k·q1·q2/r² y F12 = FR·cos α
FR² = F12² + F32² y α = arctg (F12/F32)
F32 = 9·109 (N·m²/C²)·40 C·(-10 C)/(10-3 m)²
F32 = -9·109 (N·m²/C²)·400 C²/10-6 m²
F32 = -3,6·1018 N
F12 = 9·109 (N·m²/C²)·30 C·(-10 C)/(10-3 m)²
F12 = -9·109 (N·m²/C²)·300 C²/10-6 m²
F12 = -2,7·1018 N
FR² = (-3,6·1018 N)² + (-2,7·1018 N)²
FR² = 1,29637 N² + 7,2936 N²
FR² = 2,02537 N²
Resultado, el módulo de la fuerza resultante sobre el vértice de -10 C es:
FR = 4,518 N
α = arctg (-2,7·1018 N/-3,6·1018 N)
α = arctg 0,75
Resultado, el á de la fuerza resultante con respecto a la línea imaginaria que une las cargas de -10 C y 40 C es:
α = 36,87°
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Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)
San Martín. Buenos Aires. Argentina.
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