Problema 71-8
Fuente:
Adaptado del Problema 76 - página 817 - KNIGHT, Randall D. -
Libro: Física - Uma Abordagem Estratégica - 2ª Edição - Ed. Bookman - 2009.
En Figura 71-08.1 una fuerza F = 1,94 x 10-4N, representada en la carga de
- 1 nC.
Determine la naturaleza de la carga q y su valor, así como el valor de la fuerza de
atracción o repulsión sobre la carga negativa.
Solución del Problema 71-8
Primero, determinemos las distancias entre cargas. La carga negativa está lejos de la carga positiva
de d1 = 5 cos 60° = 2,5 cm = 2,5 x 10 -2m. Y la carga negativa está lejos
de la carga q de
d2 = 5 cos 30° = 2,5 x √ 3 cm = 2,5 x √ 3 x 10 -2 m .
Ahora, usando la ley de Coulomb podemos calcular la fuerza de atracción, que llamaremos
F1, entre la carga negativa y la carga positiva. Así:
Realizando el cálculo encontramos
Por otro lado, analizando Figura71-08.1, concluimos que para la fuerza resultante
F que actúa sobre la carga negativa apunta hacia abajo, la carga q debe ser
positivo para generar una fuerza de atracción F2. Además, de la figura,
nos damos cuenta de que las fuerzas
F1 y F2 forman un ángulo de 90° entre sí. Entonces,
para determinar el valor
de F2 podemos usar el teorema de Pitágoras. Pronto
Sustituyendo los valores numéricos y realizando el cálculo, obtenemos:
Portanto, já conhecemos o valor da força F2 = 1,30 x 10-4 N
e também sua natureza, que deve ser uma carga positiva. Só falta calcular o valor da carga q.
Para isso vamos usar a lei de Coulomb, fazendo um rearranjo algébrico de tal forma que
Sustituyendo los valores numéricos y realizando el cálculo, obtenemos:
