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Problema campo eléctrico

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  • 1r ciclo Problema campo eléctrico

    14. Dos esferas muy pequeñas de 2 g de masa, cargadas con la misma carga, se encuentran en los
    extremos de dos hilos de 1 m de longitud, suspendidos en el mismo punto. Si en la posición de
    equilibrio, el ángulo que forma cada hilo con la vertical es de 30º se pide: a) la tensión de los
    hilos; b) la carga de cada esfera.

    Gracias por adelantado

  • #2
    Re: Problema campo eléctrico

    haz un dibujo con las fuerzas que intervienen y veras que a traves del peso de las esferas obtienes la fuerza electrica y como la carga es la misma tienes solo una incognita ya que la distancia la obtienes por trigonometria
    la tension es simplemente la suma de la fuerza electrica y el peso, esto lo obtienes porque las esferas estan estaticas es decir el sumatorio de fuerzas en ambos ejes es cero
    Un saludo

    si me equivoco hacédmelo saber

    Comentario


    • #3
      Re: Problema campo eléctrico

      Hola Li Jun,

      Como dice kyubirr, podrías hacer un diagrama y ver las fuerzas que actúan sobre una bola. Verás que actúan el peso de la bola, la tensión del hilo y la fuerza eléctrica. La tensión la puedes descomponer en y , siendo la tensión del hilo la suma de ambas, es decir; . Por tanto,podemos hallar, como te han dicho, por trigonometría las componentes vertical y horizontal de la tensión del hilo, . Como las bolas están en equilibrio, la resultante de las fuerzas es cero, es decir:

      Si haces el dibujo, verás que en el eje OX tienes y en el eje o expresado de otra forma, los módulos de la componente horizontal de la tensión del hilo es igual al módulo de la fuerza eléctrica y el peso al de la componente vertical de la tensión del hilo:

      Si divides, miembro a miembro ambas expresiones, obtendrás:

      la Q está al cuadrado porque ambas cargas son iguales (y de signo positivo, por eso se repelen, ya que si fueran de signo contrario, una postivo y otra negativo, se atraerían y no formarían el ángulo que te dan). Podemos decir entonces que la carga es:

      , siendo d la distancia que separa a cada esfera, y como te dan el ángulo, pues d, ayudándote de la trigonometría será: por lo tanto, ya podrás hallar la carga, pues tienes todos los datos:



      Esa es la expresión general por la que calcularás la carga, y la tensión sustituye en cualquiera de las anteriores. Haz los cálculos, y si tienes alguna duda, utiliza la función búsqueda, porque me suena que este hilo ya se ha repetido bastante.

      Saludos,
      Última edición por Cat_in_a_box; 15/02/2011, 18:52:43.
      ''No problem is too small or too trivial if we can really do something about it''
      Richard Feynman

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