La electricidad de un globo.

Un globo electrostáticamente cargado ejerce una fuerza de atracción sobre un papel de tal forma que se pueden identificar dos cargas positivas en la periferia del globo y una negativa en la periferia del papel. Las cargas del globo y del papel están colocadas en los vértices de un triángulo equilátero cuyos lados tienen una longitud de 5 cm, tal como se muestra en la figura. Se sabe que la carga q1 tiene polaridad negativa con un valor de 20 μC (microcoulomb), la carga q2 tiene polaridad positiva con una magnitud de 10 μC y la carga q3 también tiene polaridad positiva con una intensidad de 30 μC.

  1. Determina la magnitud de la fuerza de atracción resultante que ejercen las cargas q2 y q3sobre q1 y el ángulo del vector de la resultante.

    a. Utiliza el plano cartesiano para graficar el resultado, de la magnitud de la fuerza de atracción.

  2. Calcula la fuerza de q3 sobre q1. Para ello, hay que sustituir los valores de las respectivas cargas en la ecuación de la ley de Coulomb y el valor de la distancia d, la cual corresponde a la separación entre q1 y q3.

  3. Realiza el cálculo de la fuerza de q2 sobre q1.

    a. Utiliza el plano cartesiano para graficar los resultados de las fuerzas solicitadas.

  4. Calcula la fuerza resultante FR.

    a. Utiliza el plano cartesiano para graficar el resultado de los componentes x y y.

  5. Menciona al menos 5 situaciones donde hayas presenciado aplicaciones de campos eléctricos y explica para qué sirven en tu vida cotidiana.

  6. Explica en un párrafo de 5 renglones por qué el cabello largo se eriza al cepillarlo.

¡Agradecería mucho cualquier tipo de ayuda en cuanto a esta actividad! Esta materia se me complica tanto que no logro entenderle, gracias a quién sea que haya terminado de leer todo lo anterior. Realmente necesito ayuda y orientación en esto.

1 Respuesta

Respuesta

La dos fuerzas electrostáticas actuantes son de atracción. Lo resolves por superposición de efectos.

Los módulos serian:

F1-3 = k q1q3/r^2 = 9 x 10^9 x (-20)(30) x 10^-12 / 0.05^2 = 2.16 x 10^6 x 10^-3 = 2160 N.

F 1-2 = k q1q2 / r^2 = 9 x 10^9 x ( -20)(10) x 10^-12 / 0.05^2 = 7.2 x 10^5 x 10^ -3 = 720 N.

Los sentidos serian para ambas cargas atractivo ( Resultante hacia la derecha).

F1-3 = 2160 (cos 60°  i       +   sen 60°   j) = { 1080 ,   1870.6} N

F1-2 = 720 ( Cos 0  i  +  sen 0  j) = { 720 ,  0  } N.

Resultante = { 1800 ,   1870.6 }  con modulo = 2596 N   y  angulo arc tg. ( 1870.6 / 1800) = 46.1°.

Así tienes todos los datos para graficar en hoja milimetrada en escala.

Los puntos 5 y 6 los encuentras ejemplificados el la red fácilmente.

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