Fuerza y carga eléctrica

“Fuerza y cargas eléctricas”

1. Lee con atención la siguiente situación:

Tres iones se encuentran en el espacio según la figura mostrada:

Los iones tienen las siguientes cargas eléctricas:

Ion 1: 3mC (miliCoulomb)

Ion 2: -4mC

Ion 3: 8 mC

En cierto instante la distancia entre el ión1 y el 2 es de 2μm (2x10 -6 m) y la distancia entre el ion 2 y el 3 es de 3μm (3x10-6 m).

2. Calcula la fuerza entre los iones 1 y 3

Recuerda que lo que nos permite medir la fuerza entre los iones 1 y 3 es la fórmula de la ley de Coulomb.

Conceptos:

F = fuerza eléctrica entre dos iones.

K = constante de proporcionalidad.

q1 = valor de la primera carga.

q2 = valor de la segunda carga.

r2 = cuadadro de la distancia que existe entre los iones.

Valores proporcionados:

q1 = 3μm = 3 x 10-3 C

q2 = 8μm = 8 x 10-3 C

r2 = 2μm + 3μm (Suma de distancias del ión 1 al 2, y del 2 al 3.)

r2 = 2x10 -6m + 3x10-6m

r2 = 5 x 10-6 m

Además de la formula indicada (F = k q1 * q2 ) se utiliza la Constante de Coulomb ( K = 9 x 109 N m2 )

r2 c2

3. Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 1 y el ion 3 y anota el resultado.

Sustituyendo valores en la formula:

F = (9 x 109 N m2 ) (3 x 10-3 C ) (8 x 10-3 C ) = 8.64 x 1015

c2 (5 x 10-6 m)2

F 1 y 3 = 8.64 x 1015 N

3.1 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.

Tal como lo indica la ley de Coulomb, dos cargas que tiene el mismo signo van a experimentar una fuerza de repulsión; y dado que ambos iones tienen fuerzas positivas, se repelen una a la otra.

4. Ahora, calcula la fuerza entre los iones 2 y 3.

4.1 Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 2 y el ion 3 y anota el resultado.

Se utilizan los datos dados del ion 2 y el ion 3, sustituyendolos de igual manera en la formula. Estos son:

q1 = - 4μm = -4 x 10-3 C

q2 = 8μm = 8 x 10-3 C

r2 = 3μm = 3 x 10-6 m (Distancia entre el ión 2 y el 3.)

F = (9 x 109 N m2 ) (- 4 x 10-3 C ) (8 x 10-3 C ) = - 3.2 x 1016

c2 (3 x 10-6 m)2

F2 y 3 = - 3.2 x 1016 N

4.2 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.

Como lo indica la ley de Coulomb, dos cargas que

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