Problema de 2º Bchto...
Hola amigo, mi hija me tiene loco estudiando física (estudié historia...) y ando resolviendo ahora este problema que no consigo que me de lo que pone en el solucionarlo. Le cuento:
Dos cargas negativas iguales de 1 µC cada una, se encuentran sobre una mesa horizontal separadas 20 cm. A 50 cm sobre la mesa y en la vertical del punto medio de la línea que une las dos cargas, se coloca otra carga de 1 µC cuya masa es de 1 gr y se suelta. Determinar la velocidad con que llegará a la mesa.
Bueno, eso es todo espero quetodo le vaya bien y gracias por colaborar
Dos cargas negativas iguales de 1 µC cada una, se encuentran sobre una mesa horizontal separadas 20 cm. A 50 cm sobre la mesa y en la vertical del punto medio de la línea que une las dos cargas, se coloca otra carga de 1 µC cuya masa es de 1 gr y se suelta. Determinar la velocidad con que llegará a la mesa.
Bueno, eso es todo espero quetodo le vaya bien y gracias por colaborar
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Respuesta de eudemo
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El problema se resuelve teniendo en cuenta las variaciones de energía.
***Energía potencial eléctrica***
Cuando una carga eléctrica pasa de un punto a otro en el trayecto gana o pierde una energía igual a la carga por la diferencia de potencial
Ee = q .(V1-V2)
Ese es el trabajo que realizan las fuerzas eléctricas cuando la carga recorre el camino entre los dos puntos
Calculemos primero los potenciales electroestáticos que generan las cargas que están sobre la mesa. El potencial de un punto que esta a una distancia de de una carga que es
V2=K q/d
donde:
K=9 10^9 Volt.m/C
q=-2 10^(-6) C
la carga es doble porque hay dos cargas iguales
La distancia d inicial la calculamos por Pitágoras
d1=Raiz(0,1^2+0,5^2)metros=0,51m
La distancia final es d2=0,1m
Entonces el punto de partida hay un potencial
V1=9 10^9.(-2) 10^(-6) / 0,51=-3920 Volt
Entonces el punto de llegada hay un potencial
V2=9 10^9.(-2) 10^(-6) / 0,1=-20.000 Volt
La variación de energía potencial eléctrica es entonces
Ee=1.10^(-6)C.(10000-1960)Volt = 0,01608 Joules
A esta energía eléctrica hay que sumarle la energía gravitatoria que es igual a peso por variación de altura
Eg=P.h
Un gramo pesa 0,01 Newtons .
En efecto P = m.g = 0,001 Kg 10 m/s2=0,01 N
La energía gravitatoria es entonces 0,01 N .0,5m=0,005 Jouñes
La variación total de energía potencial será la suma
0,01608+0,005=0,02108 Joules
Toda esta energía que tenia la carga inicialmente se transformó en energía cinética =1/2 m v^2 Entonces
1/2 m v^2=0,021 Joules
De aquí despejamos v
v^2=2. 0,021 Joules/m
v^2=0,021joules /0,001Kg
v^2=21 J/Kg
v=Raiz (21)m/s
v=4,58 m/s
***Energía potencial eléctrica***
Cuando una carga eléctrica pasa de un punto a otro en el trayecto gana o pierde una energía igual a la carga por la diferencia de potencial
Ee = q .(V1-V2)
Ese es el trabajo que realizan las fuerzas eléctricas cuando la carga recorre el camino entre los dos puntos
Calculemos primero los potenciales electroestáticos que generan las cargas que están sobre la mesa. El potencial de un punto que esta a una distancia de de una carga que es
V2=K q/d
donde:
K=9 10^9 Volt.m/C
q=-2 10^(-6) C
la carga es doble porque hay dos cargas iguales
La distancia d inicial la calculamos por Pitágoras
d1=Raiz(0,1^2+0,5^2)metros=0,51m
La distancia final es d2=0,1m
Entonces el punto de partida hay un potencial
V1=9 10^9.(-2) 10^(-6) / 0,51=-3920 Volt
Entonces el punto de llegada hay un potencial
V2=9 10^9.(-2) 10^(-6) / 0,1=-20.000 Volt
La variación de energía potencial eléctrica es entonces
Ee=1.10^(-6)C.(10000-1960)Volt = 0,01608 Joules
A esta energía eléctrica hay que sumarle la energía gravitatoria que es igual a peso por variación de altura
Eg=P.h
Un gramo pesa 0,01 Newtons .
En efecto P = m.g = 0,001 Kg 10 m/s2=0,01 N
La energía gravitatoria es entonces 0,01 N .0,5m=0,005 Jouñes
La variación total de energía potencial será la suma
0,01608+0,005=0,02108 Joules
Toda esta energía que tenia la carga inicialmente se transformó en energía cinética =1/2 m v^2 Entonces
1/2 m v^2=0,021 Joules
De aquí despejamos v
v^2=2. 0,021 Joules/m
v^2=0,021joules /0,001Kg
v^2=21 J/Kg
v=Raiz (21)m/s
v=4,58 m/s
