jueves, 17 de septiembre de 2020

Biofísica 53. Adicionales 2020 4. Electrostática

4. Tres cargas de igual módulo están fijas en el espacio. Cuál de los gráficos representa la Resultante de fuerza sobre cada carga?

 



 


Fab = k Qa Qb / dab2 (Ley de Coulomb)

 

Donde

Fab = fuerza sobre la carga a generada por la carga b

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

Qa = carga a

Qb = carga b

dab = distancia entre la carga a y la b

 

Carga Q1

 

F12 = k Q1 Q2 / d122  = k Q2 / D2

 

Q1 y Q2 son positivas ------- F12 es repulsiva ------- F12 vector a la izquierda

 

F13 = k Q1 Q3 / d132  = k Q2 / (2D)2  = ¼ k Q2 / D2

 

Q1 y Q3 son de distinto signo ------- F13 es atractiva ------- F13 vector a la derecha

 

F1 = F13 – F12 = ¼ k Q2 / D2  -  k Q2 / D2 = - 3/4 k Q2 / D2  ------ vector a la izquierda

 

Carga Q2

 

F21 = k Q2 Q1 / d212  = k Q2 / D2

 

Q1 y Q2 son positivas ------- F21 es repulsiva ------- F21 vector a la derecha

 

F23 = k Q2 Q3 / d232  = k Q2 / D2  

 

Q2 y Q3 son de distinto signo ------- F23 es atractiva ------- F23 vector a la derecha

 

F2 = F21 + F23  = k Q2 / D2  +  k Q2 / D2 = 2 k Q2 / D2  ------ vector a la derecha

 

Carga Q3

 

F31 = k Q3 Q1 / d312  = k Q2 / (2D)2  = ¼ k Q2 / D2

 

Q1 y Q3 son de distinto signo ------- F31 es atractiva ------- F31 vector a la izquierda

 

F32 = k Q3 Q2 / d322  = k Q2 / D2  

 

Q3 y Q2 son de distinto signo ------- F32 es atractiva ------- F32 vector a la izquierda

 

F3 = F31 + F32  = ¼ k Q2 / D2  +  k Q2 / D2 = 5/4  k Q2 / D2  ------ vector a la izquierda

 

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