Física

Problemas electrostáticos


2. Se colocan tres partículas cargadas eléctricamente en un triángulo equilátero lateral d = 40 cm como se muestra a continuación. ¿Cuál es el módulo de fuerza y ​​un esquema del vector de fuerza eléctrica que actúa sobre la carga 3?

Para calcular el módulo de fuerza que actúa sobre la carga 3, primero debemos calcular por separado la influencia que las cargas 1 y 2 tienen sobre él, y por ambos calcular la fuerza resultante.

Para calcular la fuerza de repulsión sufrió entre las dos cargas positivas:

Para calcular la fuerza de atracción sufrido entre la carga positiva y negativa:

Para calcular la fuerza resultante, aplicamos la ley del coseno (recordando que cada ángulo interno de un triángulo equilátero es 60º, por lo que debemos considerar un ángulo de 120º):

Para delinear la dirección y la dirección del vector de fuerza resultante, debemos recordar la dirección de repulsión y atracción de cada fuerza y ​​la regla del paralelogramo:

3. Se colocan cuatro cargas en los vértices de un rectángulo lateral de 40 cm y 30 cm, como se muestra en la siguiente figura:

¿Cuál es la intensidad de la fuerza que se siente en la partícula 4?

Para calcular la fuerza resultante en el punto donde se encuentra la partícula 4, primero debemos calcular cada una de las fuerzas eléctricas que actúan sobre ella.

Para la fuerza de la partícula 1 que actúa sobre 4:

Para la fuerza de la partícula2 que actúa sobre 4:

Por la fuerza de la partícula3 que actúa sobre 4:

Para calcular la fuerza resultante:

Para delinear la dirección y la dirección del vector de fuerza resultante, debemos recordar la dirección de repulsión y atracción de cada fuerza y ​​la regla del paralelogramo:

Como en el cálculo del módulo de fuerzas, no podemos sumar todos los vectores a la vez, así que en partes:

Campo electrico

1. Un campo eléctrico es generado por una carga puntual positiva. A una distancia de 20 cm, se establece una partícula de prueba de carga q = -1µC, atraída por el campo, pero una fuerza externa de 2N hace que la carga se equilibre, como se muestra en la figura:

¿Cuál debería ser el campo que genera el módulo de carga para que esto sea posible?

Para hacer este cálculo usamos la relación:

Sin embargo, el problema no dice cuál es la intensidad del campo eléctrico, sino que F es la fuerza necesaria para que el sistema descrito esté en equilibrio:

Sustituyendo en la primera ecuación:

Potencial electrico

1. Una carga eléctrica de intensidad Q = + 7 µC genera un campo eléctrico en el que se representan dos puntos, A y B. Determine el trabajo realizado por la fuerza para llevar una carga. de punto a punto (B a A), dada la siguiente figura:

Primero necesitamos calcular el potencial eléctrico en cada punto a través de la ecuación:

En A:

En B:

Conociendo estos valores, simplemente aplicamos a la ecuación de trabajo de una fuerza eléctrica: