martes, 29 de marzo de 2011

APLICACIONES DE LA LEY DE COULOMB

APLICACION

Aplicaciones de la Ley de Coulomb
Ejemplo 1.
Esferas en contacto.
Dos esferas A y B están en el vacío separadas por una distancia de 10 cm. Tienen cargas eléctricas de qa= +3x10-6C y qb= - 8x10-6C. Una esfera C en estado neutro, primero toca a la esfera A y después a B. Si la esfera C después de tocar a B se separa del sistema, Calcular la fuerza con que se accionan las cargas de Ay B
     

Solución:
Contacto de C con A
qc+ qa= 0 + +3x10-6C = +3x10-6C
Cada esfera se carga con la mitad qc =qa = + 1,5 x 10-6 C
Contacto de C con B
qc+ qb= +1,5x10-6C - 8x10-6C= -6,5x10-6C
Cada esfera se carga con la mitad qc= qb= -3,25x10-6C
El valor de la fuerza se calcula aplicando la ley de Coulomb:




F = 4,38 N
Como las cargas tienen signos contrarios se atraen.
Se tiene que calcular las cargas finales de las esferas A y B, recordando que cuando dos esferas se ponen en contacto, la carga se reparte en partes iguales.
Ejemplo 2.
El átomo de hidrógeno.
El electrón y el protón de un átomo de hidrógeno están separados en promedio por una distancia aproximada de 5,3X10¯¹¹m.  Calcúlese la magnitud de la fuerza eléctrica y de la fuerza gravitacional entre las dos partículas.

Solución.
De la ley de Coulomb, podemos determinar que la fuerza de atracción eléctrica tiene una magnitud de




F = 8,2 x 10-8 New
Usando la ley de la gravitación universal de Newton se encuentra que la fuerza gravitacional tiene una magnitud de:






F = 3,6 x 10-47 New
La mejor forma de comparar las fuerzas es determinando su cociente:

La fuerza eléctrica es más de 1039 veces mayor que la fuerza gravitacional. En otras palabras, las fuerzas eléctricas que se ejercen entre las partículas atómicas son tan superiores a las fuerzas gravitacionales que éstas pueden ser totalmente despreciadas.


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