Secundaria Sobre la Ley de Coulomb y aplicación en ejercicios básicos de electricidad

[inty]

Hola, mi nombre es Inty y estoy haciendo un compilado de estudios sobre distintos temas que engloban los temas "electricidad" y "magnetismo".

Esta vez quiero hablar de la Ley de Coulomb: se sabe que la ecuacion general de esta ley es: F = k (q1q2)/r^2; en donde k es una constante, las q son cargas puntuales y r es la distancia entre ellas.

En este sentido, posteriormente a entender de qué se trata la ecuación, hubo un ejercicio en el cual tenía que buscar la coordenada x de una carga puntual.

El ejercicio era lo siguiente:


[FONT=Arial]Tres cargas se encuentran a lo largo del eje x. La carga positiva q1 = 15 microC está en x = 2 m, la carga positiva q2 = 6 microC está en el origen y la fuerza neta que actúa sobre q3 es cero. ¿Cuál es la coordenada x de q3?[/FONT]

A partir de ello, mi desarrollo fue el siguiente:

[FONT=Arial]1)[/FONT]

[FONT=Arial][FONT=Arial]a)[/FONT] [/FONT][FONT=Arial]q1 ----[/FONT][FONT=Wingdings][FONT=Wingdings]à[/FONT][/FONT][FONT=Arial] 15 µC = 15 x 10^-6 C[/FONT]

[FONT=Arial][FONT=Arial]b)[/FONT] [/FONT][FONT=Arial]q2 ----[/FONT][FONT=Wingdings][FONT=Wingdings]à[/FONT][/FONT][FONT=Arial] 6 µC = 6 x 10^-6 C[/FONT]

[FONT=Arial][FONT=Arial]c)[/FONT] [/FONT][FONT=Arial]q3 = ¿?[/FONT]


[FONT=Arial]Según ecuación -----[/FONT][FONT=Wingdings][FONT=Wingdings]à[/FONT][/FONT][FONT=Arial] F = K (q1q2) / r^2 ----[/FONT][FONT=Wingdings][FONT=Wingdings]à[/FONT][/FONT]

[FONT=Arial]F = (9x10^9 N x m^2 / C^2) x (15x10^-6 C x 6x10^-6 C) / (2^2) -----[/FONT][FONT=Wingdings][FONT=Wingdings]à[/FONT][/FONT]

[FONT=Arial](9x10^9) x (9x10^-11) / 4 -----[/FONT][FONT=Wingdings][FONT=Wingdings]à[/FONT][/FONT][FONT=Arial] F = (0,81) (4) ----[/FONT][FONT=Wingdings][FONT=Wingdings]à[/FONT][/FONT][FONT=Arial]F q3= 0,2025 i[/FONT]


Cabe destacar que la constante k tiene un valor aproximado de 9,0x10^9 N x m^2/C^2.
La cuestión es, que error hubo en la resolución?

[Al2000]

Re: Sobre la Ley de Coulomb y aplicación en ejercicios básicos de electricidad

...
La cuestión es, que error hubo en la resolución?

Es que no has resuelto nada. Lo que calculaste es la fuerza de repulsión entre q1 y q2, pero el problema lo que te pide es la coordenada de q3 tal que la fuerza total que ejercen q1 y q2 sobre q3 sea nula.

Primero debes reconocer que para que la fuerza sobre q3 pueda ser cero, deberá encontrarse en algún punto intermedio entre las posiciones de q1 y q2, de manera que ambas la repelan o la atraigan. Segundo, la posición debe ser tal que las fuerzas de atracción/repulsión que ejercen q1 y q2 sobre q3 sean iguales y se cancelen. La posición de q3 te es desconocida y es precisamente lo que tienes que hallar. Elaborar un bosquejo con la posición de las cargas q1 y q2 y la posible posición de q3 con las fuerzas que obrarían sobre ella sería muy útil para visualizar el problema.

Una vez que hayas asimilado lo anterior, puedes pasar a la fase de resolver el problema. Como desconoces la posición de q3, llámala simplemente $x$. Si entendiste lo anterior, verás que el valor de $x$ está comprendido entre 0 m y 2 m. La distancia de q1 a q3 sería $2 - x$ y la distancia de q2 a q3 es simplemente $x$. Escribe la fuerza que ejerce cada carga sobre q3 e iguala las dos expresiones. Te quedará una ecuación con $x$ como única incógnita. Resuélvela y obten el valor de $x$.

Si te quedan dudas o no logras conseguir la solución, postea lo que has intentado y vuelve a preguntar.

Saludos,

Al

[inty]

Re: Sobre la Ley de Coulomb y aplicación en ejercicios básicos de electricidad

Hola, como están? Recién me pude sentar a hacer el tema (estuve todo el día trabajando) y veo que entro en una incógnita. He realizado un pequeño cronograma (o croquis, como sinónimo por si no se entiende), y me ha quedado mucho más claro el problema.
Sin embargo, lo que me empieza a es lo siguiente:

1. Me he dado cuenta que en realidad lo que realicé fue la fuerza neta que la carga q1 realiza sobre q2, cuyo resultado era 0,2025 N.
2. Otra cosa es que las fuerzas que realizan tanto q1 como q2 sobre q3 es 0 (cero).
3. Ahora bien, la pregunta es: ¿las fuerzas se han igualado?
4. y otro asunto más, la ecuación es la siguiente?:

(15x10^-6C)x(6x10^-6)x = 0

Espero sus respuestas, saludos para todos!

[lucass]

Re: Sobre la Ley de Coulomb y aplicación en ejercicios básicos de electricidad

0- Pa mi que "cronograma" y "croquis" no son sinónimos, jeje.
2- Las fuerzas que realizan q1 y q2 sobre la carga q3 no son cero!. Lo que sí es cero es la fuerza neta sobre la carga q3, es decir, la suma (vectorial) de las fuerzas que q1 y q2 realizan sobre q3.
3- Claro, las fuerzas éstas de las que hablamos son iguales pero de sentido opuesto. Si a eso te referís cuando decís "las fuerzas se han igualado" pues entonces sí, así es.
4- ahí no te puedo ayudar, no sé que es esa ecuación. Allí x es un "por" o una "equis" o ambas cosas?
Saludos

[inty]

Re: Sobre la Ley de Coulomb y aplicación en ejercicios básicos de electricidad

La ecuación es la siguiente:

Sería 15 por 10 a la -6 coulombs Por 6 por 10 a la -6 coulombs X

Ese es el punto por el cual pude llegar a una ecuación para determinar la coordenada de q3.

¿Sería la correcta?

Saludos!

[Laron]

Re: Sobre la Ley de Coulomb y aplicación en ejercicios básicos de electricidad

x = 1,6m ?

NaClu2 _/

[inty]

Re: Sobre la Ley de Coulomb y aplicación en ejercicios básicos de electricidad

Hola, estuve tratando de resolver esa ecuación y llegué a la conclusión que la ecuación final es esta:

x = (6x10^-6) / (15x10^-6)

y por consiguiente el resultado es: x = 0,4 m

Si fuera al revés, o sea x = (15x10^-6) / (6x10^-6)

el resultado es: x = 2,5 m.

Pero como la carga q2 se encuentra entre el origen (0 m) y los 2m en el que se encuentra la carga q3, x= 0,4 m. me parece el resultado correcto.

[Al2000]

Re: Sobre la Ley de Coulomb y aplicación en ejercicios básicos de electricidad

La cuenta es 6/x^2 = 15/(2-x)^2 ==> x = 0.7749 m. Échale coco a ver de donde salió eso

Saludos,

Al

[Laron]

Re: Sobre la Ley de Coulomb y aplicación en ejercicios básicos de electricidad

La cuenta es 6/x^2 = 15/(2-x)^2 ==> x = 0.7749 m. Échale coco a ver de donde salió eso

Saludos,

Al

Un error de cálculo, parece que si, me da x = 0.77m

NaClu2 _/

[Minerva]

Re: Sobre la Ley de Coulomb y aplicación en ejercicios básicos de electricidad

[FONT="Franklin Gothic Medium"]Hi...

Yo estoy comenzando a estudia electricidad... y me comenzaron a pasar la ley de coulomb... aqui me puede ayudar a aprender.... o alguna pagina donde me explique casi con manzanita....

REALMENTE SE LO AGRADECERIA ...[/FONT][/FONT]