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Problemas resueltos

Las principales magnitudes que caracterizan a las acciones entre cargas eléctricas son las fuerzas eléctricas y
el campo eléctrico. En estos dos ejercicios insistiremos en su cálculo.

A

Una carga eléctrica Q = -9 µC ejerce una fuerza de 9 ∙ 10 N sobre una carga q = -4 nC que
-2
está a una distancia d de la carga Q. Dibuja la fuerza que ejerce Q sobre q. ¿Ejerce algu-
na fuerza la carga q sobre Q? Si las dos cargas están en el agua, ¿cuál es el valor de la distancia de separa-
ción entre ellas?.
Solución

Las dos cargas tienen el mismo signo. Por tanto, la Aplicamos la ley de Coulomb para hallar la distancia
fuerza de Q sobre q es repulsiva y tiene la dirección de separación d, teniendo en cuenta que, en el agua:
de la recta que une ambas cargas.
Por su parte, la carga q ejerce sobre Q una fuerza K = 1,12 ∙ 10 N∙m /C 2
2
8
también repulsiva, del mismo valor y de la misma di-
rección que la fuerza de Q sobre q pero de sentido Q ∙ q K ∙ Q ∙ q
�
F = K ------------- → d = ------------------ =
contrario. d 2 F
-9
-2
2
-6
8
1,12 ∙ 10 N ∙ m ∙ C ∙ 9 ∙ 10 C ∙ 4 ∙ 10 C
�
-2
9 ∙ 10 N
⃗ ⃗
-3
= 6,7 ∙ 10 m
La distancia de separación entre las dos cargas es de
6,7 mm.
B

Una pequeña bolita de médula de saúco, cargada, se mantiene suspendida en el aire bajo una placa hori-
zontal cargada gracias al campo eléctrico que crea la placa. En esta situación la fuerza de atracción eléctri-
ca equilibra el peso.

Si la intensidad del campo eléctrico es de 8 ∙ 10 N/C y la masa de la bolita es 600 mg, ¿cuál es la carga de la
5
bolita?
Solución
En el equilibrio, estas dos fuerzas son iguales en módulo.

p = F ⇒ m ∙ g = q ∙ E
e
F Despejamos la carga q y sustituimos los datos del
e
enunciado:
N
p 6 ∙ 10 kg ∙ 9,8 ---------
- 4
m ∙ g kg
-9
q= ------------- = -------------------------------------------------- = 7,35 ∙ 10 C
5
- 4
Datos: E = 8 ∙ 10 N/C m = 600 mg = 6 ∙ 10 kg E N
5
8 ∙ 10 ------ Prohibida su reproducción
Las expresiones de la fuerza eléctrica y del peso son, C
respectivamente:
La carga de la bolita es de 7,35 nC.
F = q ∙ E p = m ∙ g
e
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