Hill Harmon
04/11/2024 · Junior High School
- Calcular la fuerea electrostática entre las cargas \( q_{1}=-895 \mathrm{e} \) y \( q_{2}=792 \mathrm{e} \), si su separación es de 50 A .
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Para calcular la fuerza electrostática entre dos cargas, podemos usar la ley de Coulomb, que se expresa como:
\[
F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}
\]
donde:
- \( F \) es la fuerza electrostática entre las cargas,
- \( k \) es la constante de Coulomb, aproximadamente \( 8.99 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2 \),
- \( q_1 \) y \( q_2 \) son las magnitudes de las cargas,
- \( r \) es la distancia entre las cargas.
Primero, necesitamos convertir las cargas de electrones a coulombs. La carga de un electrón es aproximadamente \( e \approx 1.602 \times 10^{-19} \, \text{C} \).
Por lo tanto, las cargas son:
\[
q_1 = -895 \, e = -895 \times 1.602 \times 10^{-19} \, \text{C} \approx -1.432 \times 10^{-16} \, \text{C}
\]
\[
q_2 = 792 \, e = 792 \times 1.602 \times 10^{-19} \, \text{C} \approx 1.270 \times 10^{-16} \, \text{C}
\]
La separación entre las cargas es de \( r = 50 \, \text{Å} = 50 \times 10^{-10} \, \text{m} = 5.0 \times 10^{-9} \, \text{m} \).
Ahora podemos sustituir estos valores en la fórmula de la fuerza:
\[
F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}
\]
Sustituyendo los valores:
\[
F = 8.99 \times 10^9 \frac{|-1.432 \times 10^{-16} \cdot 1.270 \times 10^{-16}|}{(5.0 \times 10^{-9})^2}
\]
Calculamos el producto de las cargas:
\[
|q_1 q_2| = |-1.432 \times 10^{-16} \cdot 1.270 \times 10^{-16}| \approx 1.818 \times 10^{-32} \, \text{C}^2
\]
Calculamos \( r^2 \):
\[
r^2 = (5.0 \times 10^{-9})^2 = 25 \times 10^{-18} = 2.5 \times 10^{-17} \, \text{m}^2
\]
Ahora sustituimos estos valores en la fórmula de la fuerza:
\[
F = 8.99 \times 10^9 \frac{1.818 \times 10^{-32}}{2.5 \times 10^{-17}}
\]
Calculamos la fracción:
\[
\frac{1.818 \times 10^{-32}}{2.5 \times 10^{-17}} \approx 7.272 \times 10^{-16}
\]
Finalmente, calculamos la fuerza:
\[
F \approx 8.99 \times 10^9 \times 7.272 \times 10^{-16} \approx 6.54 \times 10^{-6} \, \text{N}
\]
Por lo tanto, la fuerza electrostática entre las cargas \( q_1 \) y \( q_2 \) es aproximadamente:
\[
F \approx 6.54 \, \mu\text{N}
\]
La fuerza es atractiva, ya que las cargas son de signos opuestos.
Quick Answer
La fuerza electrostática entre las cargas \( q_1=-895 \mathrm{e} \) y \( q_2=792 \mathrm{e} \), con una separación de 50 Å, es aproximadamente \( 6.54 \, \mu\text{N} \).
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