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Fuerza Eléctrica Entre Dos Cargas

La fuerza eléctrica entre dos cargas se puede calcular usando la Ley de Coulomb y usando las unidades en el Sistema Internacional obtendremos la fuerza en Newton (N). La constante de proporcionalidad eléctrica usada es,

$k = 9 x 10^{9} \frac{Nm^{2}}{C^{2}}$

Como lo puedes ver claramente en esta constante hay solo unidades del Sistema Internacional y por ende en la Ley de Coulomb se debe usar metros para la distancia entre las cargas y Coulomb para el valor de las cargas eléctricas.

A continuación la fórmula de la Ley de Coulomb,

$F = \frac{k q_{1}q_{2}}{r^{2}}$

Aquí puedes ver que:

r : es la distancia entre las 2 cargas

$q_{1} y q_{2}$ son los valores de las cargas eléctricas.

Fuerza Eléctrica Entre Dos Cargas Iguales

Dos cargas eléctricas iguales de 20 μC (veinte microCoulomb) están separadas por 5 cm. Calcular la fuerza eléctrica de repulsión que existe entre tales cargas. Puedes ver la imagen de abajo para entender mejor la situación del problema.

Aplicaremos la Ley de Coulomb para calcular la fuerza entre dos cargas eléctricas como lo muestra la figura anterior.

Solución

Los datos para este problema son:

r = 5 cm

q1 = q2 = 20 μC

Lo que debemos hacer antes de sustituir en la Ley de Coulomb es convertir los datos a los valores adecuados del Sistema Internacional (MKS).

Los datos convertidos serían:

r = 5 cm x 1 m/100 cm = 0.05 m

$q_{1} = q_{2} = 20 \mu C = 20 x 10^{-6} C$

Ahora si estamos listos para sustituir en la Ley de Coulomb tales datos y recordando el valor de k mencionado al principio,

$F = \frac{9 x 10^{9} \frac{Nm^{2}}{C^{2}} x 20 x 10^{-6} C x 20 x 10^{-6} C}{(0.05 m)^{2}}$

F = 1,440 N

Por lo tanto, obtenemos el resultado de la fuerza eléctrica entre estas dos cargas iguales. La fuerza de 1,440 N se puede interpretar como una fuerza equivalente al peso de un objeto de,

$m = \frac{1,440 N}{9.81 m/s^{2}}$

m ≈ 147 kg

Aproximadamente una masa de 147 kg pesa los 1,440 N. Esta fuerza es la que se ejercen repeliéndose entre si las dos cargas eléctricas iguales de 20 μC. En la vida cotidiana este peso es el equivalente a dos personas de 70 o 75 kg.

Si tienes alguna duda o inquietud puedes hacérnoslas llegar a través de los comentarios del formulario de abajo.

Puedes visitar Convert World para ver las reglas de conversión necesarias de este y otros problemas.

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