Cátedra Cisale - Guía 5.11.4. Fuerza y campo eléctrico

4. Dos cargas puntuales separadas por 25 cm se encuentran estáticas.

 a. Calcule el campo eléctrico neto que producen estas cargas en el punto A.

 

E = k |Q| /d²  (Ley de Coulomb)

 

donde

E  = campo eléctrico

k =  constante de Coulomb = 9 x 10⁹ N m²/C²

Q = carga generadora del campo

d = distancia de la carga al punto

 

Las líneas de campo “salen” de las cargas positivas y “entran” en las cargas negativas 

Los campos tienen sentidos opuestos

 

EA = E2 – E1

 

Donde

EA = campo neto en A

E1 = campo generado por Q1

E2 = campo generado por Q2

 

 

Reemplazando en el campo

E1 = k |Q1| / d1A² = 9 x 10⁹ N m²/C²  6,25 x 10^-9 C / (0,25 m – 0,10m)² = 2.500 N/C

E2 = k |Q2| / d2A² = 9 x 10⁹ N m²/C²  12,5 x 10^-9 C / (0,10m)² = 11.250 N/C

 

EA = 11.250 N/C – 2.500 N/C = 8.750 N/C  (hacia la derecha)

 

b. Calcule el campo eléctrico neto que producen estas cargas en el punto B. 

 

 Los campos tienen el mismo sentido

 

EB = E1 + E2

 

Donde

EB = campo neto en B

E1 = campo generado por Q1

E2 = campo generado por Q2

 

 

Reemplazando en el campo

E1 = k |Q1| / d1B² = 9 x 10⁹ N m²/C²  6,25 x 10^-9 C / (0,10m)² = 5.625 N/C

E2 = k |Q2| / d2B² = 9 x 10⁹ N m²/C²  12,5 x 10^-9 C / (0,10m + 0,25 m)² = 918 N/C

 

EB = 5.625 N/C – 918 N/C = 6.543 N/C  (hacia la derecha)

 

c. ¿Qué fuerza eléctrica, en magnitud y dirección, produciría esta combinación de cargas sobre un protón situado en el punto A?

 

F = |q| E  (Ley de Coulomb)

 

Donde

F = fuerza eléctrica

q = carga del protón =   1,60 x  10^-19 C

E = campo eléctrico =  8.750 N/C

 

Reemplazando

F = 1,60 x  10^-19 C 8,750  N / C = 1,40 x 10^-15  N