Solucions Física en context 2: Q40

Q40

Calculeu la força electrostàtica que actua sobre cadascuna de les boles de la Figura 30. Feu servir les dades que mostra el diagrama. Calculeu també les càrregues, suposant que les dues són iguals en valor absolut.

Per a què el sistema estigui en equilibri, la suma de les forces que actua sobre cada càrrega ha de ser zero. Així, per a la càrrega de l'esquerra tenim:

$T with rightwards arrow on top plus F with rightwards arrow on top plus P with rightwards arrow on top equals 0$

Si descomponem el vectors en els eixos x i y:

$x right parenthesis space F minus T times sin space 30 º equals 0 y right parenthesis space T times cos space 30 º minus P equals 0$

$x right parenthesis space F equals T times sin space 30 º y right parenthesis space T times cos space 30 º equals P$

$x right parenthesis space F equals T times sin space 30 º y right parenthesis space P equals T times cos space 30 º$

$F over P equals fraction numerator T times sin space 30 º over denominator T times cos space 30 º end fraction$

$F over P equals tan space 30 º$

$F equals P times tan space 30 º equals 0 comma 1 times tan 30 º$ =

$box enclose F equals 0 comma 0577 space N end enclose$

Per saber el valor de les càrregues necessitem saber la distància que n'hi ha entre elles:

La distància horitzontal x que està separada la càrrega és:

s i n space 30 º equals x over 1

x equals 0 comma 5 space m

D'aquesta manera la distància entre les dues càrregues serà d=1m, per tant la força:

F equals k times fraction numerator Q times Q over denominator r squared end fraction

0 comma 0577 equals 9 times 10 to the power of 9 times Q squared over 1 squared

box enclose Q equals 2 comma 53 times 10 to the power of negative 6 end exponent equals 2 comma 53 space mu C end enclose

Propietat intel·lectual i drets d'autoria

Q40