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 d2 Fe=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= 9,0x109(n.m2/c2) x 4,0x10-3c x 3,0x10-6c= 1200N Fe= K.q1.q2= d2 Fe= 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 =7,11x10-6C 9,0x109N.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 Mediante 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 D=20cm-----0,20m Fe21=-Fe12 3) Fe32=K.q1.q3 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 10-3c = 990000N (30m)2----(0,30m)2   2) Fe23= 9,0 x 109c.m2/c2 x 3,3 x 10-3c x 4,2 x 10-3c= 1995840N (0,25m)2 3) Fe13= 9,0 x 109c.m2/c2 x 3,0 x 10-3c x 4,2 x 10-3c= 741753,4N (39,1m)2----(0,39m)2