interacciones entre cargas: el análisis entre las interacciones entre cargas fue introducido por un...

Interacciones entre cargas:• El análisis entre las interacciones entre cargas fue

introducido por un físico francés llamado Charles Coulomb (1736-1806).

• Establece una ley que lleva su nombre y en honor a sus trabajos la unidad de cargas eléctricas es el Coulomb (C), en primera instancia dos cargas de igual signo se repelen, es decir que generan una interacción de repulsión. Cargas de distinto signo generan una atracción.

• Esto se explica y cuantifica bajo el valor de las fuerzas eléctricas; que Coulomb especifica así “2 cargas interaccionan, con un valor de fuerza eléctrica directamente proporcional al producto de sus valores; e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia de separación entre ambas” .

• Fe= Fuerza Eléctrica • q1= Carga 1• q2=Carga 2• d=Distancia

• Fe= Fuerza Eléctrica • q1= Carga 1• q2=Carga 2• d=Distancia

• Esto significa que si aumentan los valores de las cargas, el valor de la fuerza también aumenta. Pero si la distancia aumenta o disminuye la fuerza lo hace de forma inversa. Esto se ajusta a una ecuación:

• Feαq1 q2

• Feα1 } Fe= cte.q1.q2

d2 d2Fe=K.q1.q2 d2• α=Proporcionalidad• K=Constante de proporcionalidad----9.0x10 9n/m2 c2

Ejemplo:

• Para todos los ejemplos y ejercicios mantendremos los siguientes prefijos matemáticos:

• m---Mili---x10 -3• µ---Micro---x10 -6• 2 cargas de 4,0mc y 3,0mc, están separadas

30cm.• ¿Con qué fuerza fuerza eléctrica se atraen

considerando que son de distintos signos?

• Fe= K.q1.q2= d2Fe= 9,0x109(n.m2/c2) x 4,0x10-3c x 3,0x10-6c= 1200N (0,302m)---(0,092m)

Despejes:• Fe=K.q1.q2=N q2=Fe.d 2=6 d2 K.q1 • q1=Fe.d 2=C d=√K.q1.q2=m K.q2 Fe

Ejemplo 2:

• Bajo una fuerza electrica de 0,70N interaccionan a 80cm 2 cargas electricas.

• Observando la figura determine el valor y signo de la q2 (carga 2).

• q1=7,0µc• q2=?• Fe=0,70N• d=80cm---0,80m

• q2=Fe.d2= K.q1

q2=0,70N x 0,64m =7,11x10-6C9,0x109N.m/c2x7,0x10-6C

Ejemplo 3:

• Utilizando el valor de la fuerza del 1º ejemplo, y los valores de carga del 2º ejemplo, calcule a que distancia están separadas las cargas.

• d=√K.q1.q2= Fe

d= √9,0x109(c.m2/C) x 7,0x10-6 C x 7,11x10-6 = 1200N

d=0,0193m---1,93cm

Análisis De La ley De Coulomb Análisis De La ley De Coulomb Mediante Suma De FuerzasMediante Suma De Fuerzas

Sobre la carga 2 y todas las cargas

actúan más de una fuerza.Considerando que: q1= 2,8mc Q2= 3,2mc Q3=4,0mc

• 1)• Fe31=K.q1.q2• D2

• -fe31=fe13

• D=50cm -----0,50m• • 2)• Fe21=K.q1.q2• D2

• D=20cm-----0,20m• Fe21=-Fe12

• • 3)• Fe32=K.q1.q3• D2

• D=20cm----0,20m• Fe32=-Fe23•

Ejercicios:

• 1)_ Fe31= 9,0x109(n.m2/c2) x 2,8x10-6c x 4,0x10-6c =0,40N

• (0,50m)2----(0,25m)

• 2)_Fe21= 9,0x109(N.m2/c2) x 2,8x10-6c x 3,2x10-6c=2,0N

• (0,20m)2----(0,04)

• 3)_Fe32= 9,0x109(N.m2/c2) x 3,2x10-5c x 4,0x10-6=1,28N

• (0,30m)2-----(0,09m)

CÁLCULOS DE Fe EN 2 DIMENSIONES

• d1= √d22 x d32

• d1=39,1cm

EJEMPLO:

•Q1=3,0 mc•Q2=3,3mc•Q3=4,2mc

• D1= D13= 39,1cm

• D2=D23=25cm

• D3=D12=30cm

• Fe12= K.Q1.Q2

• D32

• Fe23=K.Q2.Q3

• D22

• Fe13=K.Q1.Q3

D12

• 1) Fe12= 9,0 x 109 c.m2

/c2

x 3,0 x 10-3c x 3,0 x 10-3

c = 990000N

(30m)2----(0,30m)2

• 2) Fe23= 9,0 x 109

c.m2

/c2 x 3,3 x 10-3

c x 4,2 x 10-3c= 1995840N

(0,25m)2

• 3) Fe13= 9,0 x 109

c.m2

/c2 x 3,0 x 10-3

c x 4,2 x 10-3c= 741753,4N

(39,1m)2----(0,39m)2