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Guía de ejercicios resueltos de fuerza eléctrica. TP04

Electrostática: Solución del ejercicio n° 6 de electrostática, fuerza eléctrica y carga eléctrica. Problema resuelto.. Ejemplo, cómo calcular la fuerza entre cargas eléctricas

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Signos utilizados en las fórmulas y cálculos:

  • Signo separador de miles: punto (.)
  • Signo separado decimal: coma (,)
  • Signo de multiplicación: punto medio (·) o ×
  • Signo de división: barra (/) o dos puntos (:)

Problema n° 6 de electrostática.

Problema n° 6) La carga de un electrón es de -1,6·10-13 μC y se mueve en torno a un protón de carga igual y positiva. La masa del electrón es de 9·10-28 g y esta a una distancia de 0,5·10-8 cm. Se pide encontrar:

a) La fuerza centrípeta que opera sobre el electrón.

b) La velocidad del electrón.

c) La frecuencia de revolución (frecuencia del electrón).

Desarrollo

Datos:

qe = -1,6·10-13 μC = -1,6·10-19 C

qp = 1,6·10-13 μC = 1,6·10-19 C

r = 0,5·10-8 cm = 5·10-11 m

me = 9·10-28 g = 9·10-31 kg

Solución

a) F = k·qe·qp/r²

F = 9·109 (Nm²/C²)·(-1,6·10-19) C·1,6·10-19 C/(5·10-11 m)²

F = -2,304·10-28 (Nm²/C²)·C²/2,5·10-21

F = -9,216·10-8 N

b) a = v²/r y F = me·a

F = me·v²/r

v² = r·F/me

v² = 5·10-11 m·9,216·10-8 N/9·10-31 kg

v² = 5,12·1012 (m/s)²

v = 2.262.741,7 m/s

c) v = e/t = e·1/t y f = 1/t

v = e·f

f = v/e

f = v/2·π·r

f = 2.262.741,7 (m/s)/2·3·14159·5·10-11 m

f = 7,203·1015/s

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