SOLUCIONARIO_FUERZA_COULOMB-NM4-FÍSICA

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EDUCACIÓN MEDIA/FÍSICA/2020 Página 1 
 
COLEGIO SANTA BERNARDITA 
TALCAHUANO 
ASIGNATURA: FISICA 
PROFESORA: STEPHANIE ALBORNOZ 
CURSO: NM4 
 
 SOLUCIONARIO: FUERZA DE COULOMB. 
 
 
1. Tres esferas muy pequeñas, iguales y cargadas, están alineadas, tal como muestra la 
figura. Al abandonar el sistema, de modo que las cargas se puedan mover libremente, 
¿se mueven las cargas? 
 
 
 
 
Enumeramos las cargas de derecha a izquierda con 1, 2 y 3, por lo tanto, 
q1 = -q ; q2 = + q/4 ; q3 = -q 
 
Realizamos un diagrama de cuerpo libre para cada carga 
 
 
 
 
 
 
• Calculamos la fuerza neta para la carga 1 
 
La intensidad de la fuerza de atracción entre la carga 1 y la carga 2 
 
 
 
La intensidad de la fuerza de repulsión entre la carga 1 y la carga 3 
 
 
 
El módulo de la fuerza neta es 
 
 
 
De este modo, las cargas están en reposo 
 
 
• Calculamos la fuerza neta para la carga 2 
 
La intensidad de la fuerza de atracción entre la carga 2 y la carga 1 
 
 
 
La intensidad de la fuerza de atracción entre la carga 2 y la carga 3 
 
 
 
 
 
 
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El módulo de la fuerza neta es 
 
 
 
De este modo, las cargas están en reposo 
 
• Calculamos la fuerza neta para la carga 3 
 
La intensidad de la fuerza de repulsión entre la carga 3 y la carga 1 
 
 
 
La intensidad de la fuerza de atracción entre la carga 3 y la carga 2 
 
 
 
El módulo de la fuerza neta es 
 
 
 
 De este modo, las cargas están en reposo 
 
 
2. Compara las fuerzas eléctrica y gravitacional entre dos electrones separados a una 
distancia de 1 m. Datos: Masa del electrón m = 9,1 · 10-31 kg, carga 
q = e = 1,6 · 10-19 C. 
 
DATOS 
q = e = 1,6 · 10-19 [C] 
m = 9,1 · 10-31 [kg] 
r = 1 [m] 
 
Calculamos la fuerza eléctrica de la ley de Coulomb 
 
 
 
Reemplazamos los datos en la ecuación 
 
 
 
 
Calculamos la fuerza gravitacional de la ley de gravitación universal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Encontrar la fuerza eléctrica de repulsión entre dos protones en una molécula de 
hidrógeno, siendo la separación entre ellos de 0.74 × 10-10 m. Compararla con la fuerza 
de atracción gravitacional correspondiente 
 
DATOS 
q = 1,6 x 10-19 [C] 
r = 0,74 x 10-10 [m] 
 m = 1,67 x 10-27 [kg] 
 
Calculamos la fuerza eléctrica de la ley de Coulomb 
 
 
 
Reemplazamos los datos en la ecuación 
 
 
 
 
 
Calculamos la fuerza gravitacional de la ley de gravitación universal 
 
 
 
Reemplazamos los datos en la ecuación 
 
 
 
 
 
 
4. Dos cargas puntuales Q1 = 4 x 10-6[C] y Q2 = -8 x10-6[C], están separadas 4 [m]. ¿Con 
qué fuerza se atraen? 
 
 
 
 
 
DATOS 
Q1 = 4 x 10-6 [C] 
Q2 = 8 x 10-6 [C] 
r = 4 [m] 
 
 Calculamos la fuerza eléctrica de la ley de Coulomb 
 
 
 
Reemplazamos los datos en la ecuación 
 
 
 
 
 
 
 
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5. Entre 2 cargas eléctricas fijas q1 = 10µC y de q2 = -8µC se coloca una tercera carga 
q3= -2 µC que está a 4 cm de q1 y a 5 cm de q2 ¿Cuál es la fuerza neta ejercida sobre 
q3? 
 
Realizamos un diagrama de cuerpo libre sobre q3 
 
 
 
 
 
 
 
 
Calculamos la fuerza atracción entre q3 y q1 
 
 
 
 
 
Calculamos la fuerza repulsión entre q3 y q2 
 
 
 
 
Calculamos la fuerza neta 
 
 Fneta = 112,5 [N] + 57,6 [N] = 170,1 [N]