Guía metodológica para solución de ejercicios libro Física Tippen

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Ambas a la derecha, así

FR = F13 + F23 = 360 N + 187.5 N

F = 548 N, a la derecha.

13. Una carga de 64-μC está colocada 30 mm a la izquierda de una carga de 16-μC ¿Cuál es la fuerza resultante sobre una carga de -12 μC localizada a una distancia exactamente 50 mm debajo de la carga 16 μC?

[pic 28]

[pic 29]

[pic 30]

[pic 31]

F13 = 2033 N, 59.00 N de W

[pic 32]

F23 = 691 N, hacia arriba.

Fx = 0 – F13 cos 59.00 = -(2033 N) cos 590

Fx = -1047 N

Fy = F23 + F13 sen 59.00 = 691 N + (2033 N) sen 590

Fy = 2434 N

[pic 33]

θ = 66.70 N de W.

Fuerza Resultante: FR = 2650 N, 66.70 N de W (o 113.30)

14. una carga de +60 nC se localiza 80 mm arriba de una carga -40-nC. ¿Cuál es la fuerza resultante sobre una carga de -50-nC colocada 45 mm a la derecha de la carga de -40-nC en dirección horizontal?[pic 34]

[pic 35]

[pic 36]

[pic 37]

F13 = 2564 N, 60.640 N of W

[pic 38]

F23= 8889 N, hacia la derecha.

Fx = – F13 cos 60.640 + F23

Fx = - (2564 N) cos 60.640 + 8889 N

Fx = 7632 N

Fy = +F13 sin 60.640 + 0

Fy = (2564 N) sin 60.640

Fy = 2235 N

[pic 39]

FR = 7950 N, θ = 16.30 N de E. (Noroeste)

15. Tres cargas puntuales q1 = + 8 μC, q2 = -4 μC, y q3 = +2 μC, están en las esquinas de un triángulo equilátero, 80 mm sobre cada uno de los lados como muestra la figura siguiente. ¿Cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza resultante sobre la carga de +8 μC? [pic 40]

[pic 41]

[pic 42]

F21 = 45.0 N, 600 S de E (Sureste)

[pic 43]

F31 = 22.5 N, 600 N de E (Noroeste)

Fx = (22.5 N) cos 600 + (45 N) cos 600 = 33.8 N

Fy = (22.5 N) sin 600 - (45 N) sin 600 = -19.5 N

[pic 44]

Fuerza eléctrica resultante: FR = 39.0 N, θ = 330.00

16. ¿Cuál debe ser la separación entre dos cargas de +5-μC para que la fuerza de repulsión sea de 4 N?

[pic 45]

r = 23.7 cm

17. La fuerza de repulsión entre dos esferas de medula de Madera es de 60 μN. Si cada esfera de médula tiene una carga de 8 nC, ¿cuál es la separación entre ellas?

[pic 46]

r = 98.0 mm

18. Dos cargas desconocidas idénticas se encuentran sometidas a una fuerza de repulsión recíproca de 48 N cuando la distancia entre ellas de 60 mm. ¿Cuál es la magnitud de cada carga?

[pic 47]

q = 4.38 μC

19. Un objeto contiene un exceso de 5 x 1014 electrones y otro tiene una deficiencia de 4 x 1014 electrones. ¿Cuál es la fuerza que cada uno ejerza sobre el otro objeto si están apartadas a distancia de 30 mm? ¿Se trata de atracción o de repulsión? (1e = 1.6 x 10-19 C, exceso = -, deficiencia = +).

q1 = (5 x 1014 e)(1.6 x 10-19 C/e) = -80 μC;

q2 = (4 x 1014 e)(1.6 x 10-19 C/e) = +64 μC

[pic 48]

F = 5.12 x 104 N, atracción

20. Si fuera posible colocar 1 C de carga en cada una de dos esferas separadas por una distancia de 1 m, ¿Cuál sería la fuerza de repulsión en newtons?.

[pic 49]

F = 9 x 109 N!!!!!

El coulomb es una unidad demasiado grande para aplicaciones electrostáticas.

21. ¿Cuántos electrones es necesario colocar en cada una de dos esferas, separadas entre sí 4 mm, para producir una fuerza de repulsión de unos 400 N?

[pic 50]

q = 843 nC

[pic 51]

q = 5.27 x 1012 electrones

22. Una carga de –40-nC se coloca 40 mm a la izquierda de una carga de +6-nC. ¿Cuál es la fuerza resultante sobre una carga de –12-nC colocada 8 mm a la derecha de la carga de +6-nC?

[pic 52]

[pic 53] = 1.88 x10-3 N

[pic 54] = 10.1 x 10-3 N

De modo, que FR = F1 + F2 = 1.88 mN – 10.1 mN

Por lo tanto quedad F = -8.25 mN, hacia la izquierda

23. Una carga de 5μC se localiza 6 cm a la derecha de una carga de 2-μC. ¿Cuál es la fuerza resultante sobre una carga de –9 nC colocada 2 cm a la izquierda de la carga de 2-μC?

[pic 55]