FUERZA Y CARGAS ELÉCTRICAS

Actividad integradora: Fuerza y cargas eléctricas

Tres iones se encuentran en el espacio según la figura mostrada:

Los iones tienen las siguientes cargas eléctricas:

Ion1: 6mC (miliCoulomb)

Ion2: -2mC

Ion3: 4mC

En cierto instante la distancia entre el ión1 y el 2 es de 3μm (3x10-6 m) y la distancia entre el ion 2 y el 3 es de 1μm (1x10-6 m).

2. Calcula la fuerza entre los iones 1 y 3

Recuerda que lo que nos permite medir la fuerza entre los iones 1 y 3 es la fórmula de la ley de Coulomb

F_1,3= K q₁ q₂                                              K₌ 9X10⁹ N m²

               r²                                                                                    c²            

 

= 9X10⁹ N m² x    6 (10^-3) x 4 (10^-3) c

                   C²                    4 (10^-6) m²

 

= 9x10⁹ N M² = 24 x 10^-6 c²

                  C²     16x10^-12 m²

= 9 x 10⁹ x 24 x 10^-6 x 10¹²

                        16

= 13.50 x 10⁹ x 10^-6 x 10¹² N

= 13.50 X 10³ X 10¹² N = 13.50 X 10¹⁵ N                         F_1,3 = 13.50 X 10¹⁵ N

2. Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 1 y el ion 3 y anota el resultado.

R=La fuerza entre el ion 1 y el ion 3 es de 13.50 x 10¹⁵ N

2.1 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.

R= Los iones 1 y 3 se repelen porque ambos tienen carga positiva, supongamos que el ion 1 está fijo entonces el ion 3 se mueve hacia la derecha.

3. Ahora, calcula la fuerza entre los iones 2 y 3.

3.1 Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el ion 2 y el ion 3 y anota el resultado.

F_2,3= K q₁ q₂                                              K₌ 9X10⁹ N m²

               r²                                                                                    c²            

 

= 9X10⁹ N m² x    2(10^-3) x 4 (10^-3) c

                   C²                    4 (10^-6) m²

 

= 9x10⁹ N M² =    8 x 10^-6 c²

                  C²        1x10^-12m²

= 9 x 10⁹ x 8 x 10^-6 x 10¹²

                        1

= 72 x 10⁹ x 10^-6 x 10¹² N

= 72 X 10³ X 10¹² N = 72 X 10¹⁵ N                         F_2,3 = 72 X 10¹⁵ N

3.2 Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o se repelen y explica por qué.

R= Los iones 2 y 3 se atraen porque uno tiene carga negativa y el otro tiene carga positiva supongamos que el ion 2 está fijo entonces el ion 3 se mueve hacia la izquierda.

4. Responde los siguientes cuestionamientos considerando las atracciones y repulsiones que sufre el ion 3, así como los valores de dichas fuerzas.

4.1 ¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando se relaciona su fuerza con el ion 1, izquierda o derecha? Toma como referencia la figura donde se representan los iones y recuerda que la carga de ambos es positiva.  R= El ion 3 se mueva a la derecha porque se repele

4.2 ¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando se relaciona su fuerza con el ion 2, izquierda o derecha? Recuerda tomar como referencia la figura donde se representan los iones y no olvides que la carga del ion 2 es negativa y la del ion 3 es positiva.

R= El ion 3 se mueva a la izquierda porque se atrae.