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:

$T con flecha derecha encima más F con flecha derecha encima más P con flecha derecha encima igual 0$

Si descomponem el vectors en els eixos x i y:

$x paréntesis derecho espacio F menos T por sin espacio 30 º igual 0 y paréntesis derecho espacio T por cos espacio 30 º menos P igual 0$

$x paréntesis derecho espacio F igual T por sin espacio 30 º y paréntesis derecho espacio T por cos espacio 30 º igual P$

$x paréntesis derecho espacio F igual T por sin espacio 30 º y paréntesis derecho espacio P igual T por cos espacio 30 º$

$fracción F entre P igual fracción numerador T por sin espacio 30 º entre denominador T por cos espacio 30 º fin fracción$

$fracción F entre P igual tan espacio 30 º$

$F igual P por tan espacio 30 º igual 0 coma 1 por tan 30 º$ =

$envoltorio caja F igual 0 coma 0577 espacio N fin envoltorio$

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 espacio 30 º igual fracción x entre 1

x igual 0 coma 5 espacio m

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

F igual k por fracción numerador Q por Q entre denominador r al cuadrado fin fracción

0 coma 0577 igual 9 por 10 elevado a 9 por fracción Q al cuadrado entre 1 al cuadrado

envoltorio caja Q igual 2 coma 53 por 10 elevado a menos 6 fin elevado igual 2 coma 53 espacio mu C fin envoltorio

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Q40