La descarga está en progreso. Por favor, espere

La descarga está en progreso. Por favor, espere

SUBTEMA 1.4. LEY DE COULOMB. La ley de Coulomb es muy similar tanto en su enunciado como en su fórmula a la Ley gravitacional de Newton. La ley de Coulomb.

Presentaciones similares


Presentación del tema: "SUBTEMA 1.4. LEY DE COULOMB. La ley de Coulomb es muy similar tanto en su enunciado como en su fórmula a la Ley gravitacional de Newton. La ley de Coulomb."— Transcripción de la presentación:

1 SUBTEMA 1.4. LEY DE COULOMB. La ley de Coulomb es muy similar tanto en su enunciado como en su fórmula a la Ley gravitacional de Newton. La ley de Coulomb se enuncia como sigue: La fuerza de atracción o repulsión que existe entre 2 cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

2 Matemáticamente esta ley se expresa como: F = k q 1 q 2 ________ r 2 donde F = fuerza de atracción o repulsión entre las cargas en Newtons o dinas. k = constante cuyo valor es de 9 x 10 9 Nm 2 /C 2 En el Sistema Internacional. k = 1 dinacm 2 /ues 2 En el sistema CGS. q 1 y q 2 = cargas 1 y 2 en Coulombs o en estatcoulomb. r = distancia que existe entre las cargas en metros o en centímetros.

3 La fuerza de repulsión tendrá un signo positivo, si las cargas tienen signos iguales (2 cargas positivas o dos negativas) de acuerdo a la regla de los signos de la multiplicación. La fuerza de atracción tendrá signo negativo, si las cargas tienen signo diferente, también por la regla de la multiplicación.

4 Problemas de aplicación de la Ley de Coulomb. 1.- Determinar el valor de la fuerza eléctrica entre 2 cargas cuyos valores son q 1 = -5 μC y q 2 = - 4 μC al estar separadas en el vacío una distancia de 20 cm. DatosFórmula F = ?F = kq 1 q 2 q 1 = - 5 μC r 2 q 2 = - 4 μC R = 20 cm = 0.20 m K = 9 x10 9 N C 2 /m 2 Sustitución y resultado. F = 9 x10 9 NC 2 /m 2 -5 x10 -6 C x -4 x10 -6 C = 4.5 N (0.20 m) 2

5 2.- La fuerza con la que se rechaza una carga de 8 μC, con otra carga es de 4 x N. Determinar el valor de la carga desconocida, si las dos cargas están en el aire a una distancia de 50 cm. DatosFórmula q1= 8 x CF = kq1q2 F = 4 x N r2 q2 =? R = 50 cm = 0.50 mDespeje por pasos: Fr 2 = kq 1 q 2 k= 9 x 10 9 NC 2 /m 2 q 2 = Fr 2 kq 1 Sustitución y resultado: q 2 = (4 x10 -1 N) (0.50 m) 2 (9 x 10 9 NC 2 /m 2 ) (8 x C)= 1.38 μC

6 3.- Calcular la distancia a la que se encuentran 2 cargas eléctricas 4 x C cada una al rechazarse con una fuerza de 5 x N. DatosFórmula r =? F = kq 1 q 2 q 1 = 4 x C r 2 q 2 = 4 x C F = 5 x NDespeje por pasos k= 9 x 10 9 NC 2 /m 2 Fr 2 = kq 1 q 2 r 2 = kq 1 q 2 ______ F r= kq 1 q 2 F Sustitución y resultado: ________________________ r= (9 x10 9 NC 2 /m 2 ) (4 x C) 2 = 1.69 x m 5 x N

7 La ecuación anterior de la Ley de Coulomb, sólo es válida cuando las cargas se encuentran en el vacío o aproximadamente si están en el aire. Pero si entre las cargas existe una sustancia o medio aislante, la fuerza eléctrica de interacción entre éstas sufrirá una disminución, la cual será mayor o menor dependiendo del medio.

8 La relación que existe entre la fuerza eléctrica de dos cargas en el vacío y la fuerza eléctrica de estas mismas cargas sumergidas en algún medio o sustancia aislante, recibe el nombre de permitividad relativa o coeficiente dieléctrico ε r de dicho medio o sustancia; por lo tanto: ε r = F F

9 Donde: ε r = permitividad relativa del medio (Sin unidades) F = Fuerza eléctrica entre las cargas en el vacío en Newtons (N) o dinas. F = Fuerza eléctrica entre las mismas cargas colocadas en el medio en Newtons o dinas. En el cuadro siguiente se enlistan algunos valores de permitividad relativa para algunos medios. Observe que la permitividad del aire es casi igual a la del vacío, por ello al resolver problemas de cargas eléctricas en el aire, las consideraremos como si se encontraran en el vacío.

10 Permitividad relativa de algunos medios. Medio aisladorPermitividad relativa (ε r ). Vacío Aire Gasolina2.35 Aceite2.8 Vidrio4.7 Mica5.6 Glicerina45 Agua80.5

11 4.- Una carga de -3 x ues se encuentra en el aire a 15 cm de otra carga de -4 x ues. Calcular: a) ¿Cuál es la fuerza eléctrica entre ellas? b) ¿Cuál sería la fuerza eléctrica entre ellas si estuvieran sumergidas en aceite? DatosFórmulas q 1 = -3 x ues F = k q 1 q 2 r 2 q 2 = -4 x ues ε r = F F r = 15 cmPor lo tanto F = F/ ε r k= 1 dinacm 2 /ues 2. a) F = ? b) Faceite = ?

12 Sustitución y resultados: a) F = 1 dinacm 2 /ues 2. (-3 x ues) )(-4 x ues) = 5.33 x dinas o 5.33 μdinas. (15 cm) 2. b) F = 5.33 x dinas = 1.9 x dinas. 2.8 o 1.9 μdinas.

13 5.- Una carga de 5 μC se encuentra en el aire a 20 cm de otra carga de – 2 μC. Calcular: a) la fuerza de atracción entre las cargas. b) La fuerza de atracción si las cargas estuvieran sumergidas en agua. DatosFórmulas. q 1 = 5 x C F = k q 1 q 2 r 2 r = 20 cm = 0.20 m F = F/ ε r q 2 = - 2 x C a) F = ? b) Fagua = ?

14 Sustitución y resultado: a) F = (9 x10 9 NC 2 /m 2 ) (5 x C) (- 2 x C) = Newtons. (0.20 m) 2. b) F = Newtons = 2.79 x N. 80.5

15 6.- Una carga de 7 x ues se encuentra en el aire a 10 cm de otra carga de 3 x ues. Determinar el valor de la fuerza eléctrica entre ellas. Calcular también el valor de la fuerza eléctrica si las cargas se sumergen en gasolina. DatosFórmulas q 1 = 7 x ues F = k q 1 q 2 r 2 q 2 = 3 x ues. F = F/ ε r r = 10 cm. k = 1 dina cm 2 /ues 2, F aire = ? F gasolina = ?

16 Sustitución y resultados: a) F = 1 dina cm 2 /ues 2,(7 x ues) (3 x ues.) = 2.1 x dinas o 2.1 milidinas. (10 cm) 2. b) F = 2.1 x dinas = 8.9 x 10-4 dinas. 2.35


Descargar ppt "SUBTEMA 1.4. LEY DE COULOMB. La ley de Coulomb es muy similar tanto en su enunciado como en su fórmula a la Ley gravitacional de Newton. La ley de Coulomb."

Presentaciones similares


Anuncios Google