Fuerza Elctrica entre Cargas Puntuales
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Questions and Answers

¿Dónde debe colocarse una tercera carga, $q_3$, para que la fuerza neta sobre ella sea cero, dadas dos cargas $q_1 = 5.5 \mu C$ en el origen y $q_2 = -3.0 \mu C$ ubicadas a 0.250 m de distancia en el eje x?

  • En el punto (1.225 m, 0)
  • En el punto (-1.142 m, 0) (correct)
  • En el punto (0.100 m, 0)
  • En el punto (0.500 m, 0)

Si dos cargas puntuales, una positiva y otra negativa, están separadas por una distancia $d$, ¿en qué región del espacio podría ubicarse una tercera carga de prueba para experimentar una fuerza neta igual a cero?

  • En cualquier punto equidistante de las dos cargas
  • Entre las dos cargas
  • En la región que contiene a la carga negativa
  • En la región que contiene a la carga positiva (correct)

Dos cargas puntuales, $q_1$ y $q_2$, están fijas en el espacio. Si $q_1 = 4q_2$ y están separadas por una distancia $r$, ¿a qué distancia de $q_2$ debe colocarse una tercera carga para que la fuerza neta sobre ella sea cero?

  • $r/2$
  • $r/4$
  • $2r/3$
  • $r/3$ (correct)

Se tienen dos cargas, $q_A = +2\mu C$ y $q_B = -5\mu C$, separadas por una distancia de 10 cm. ¿En qué posición a lo largo de la línea que las une se puede situar una tercera carga, $q_C$, para que no experimente ninguna fuerza resultante?

<p>Fuera de las dos cargas, más cerca de $q_B$ (B)</p> Signup and view all the answers

Si dos cargas puntuales, una de +4q y otra de -q, se encuentran separadas por una distancia d, ¿en qué punto a lo largo de la línea que las une la fuerza neta sobre una tercera carga será cero?

<p>A una distancia d de la carga -q (B)</p> Signup and view all the answers

Considere dos cargas puntuales, $q_1$ y $q_2$, separadas por una distancia $d$. Si $q_1$ es positiva y $q_2$ es negativa, ¿en qué región del espacio es posible colocar una tercera carga para que la fuerza eléctrica neta sobre ella sea cero?

<p>En la región que contiene solo a la carga positiva (A)</p> Signup and view all the answers

Dos cargas puntuales idénticas, $q$, están separadas por una distancia $2a$. ¿En qué punto del eje que las une debe colocarse una tercera carga, $Q$, para que la fuerza resultante sobre ella sea nula?

<p>En el punto medio entre las dos cargas (C)</p> Signup and view all the answers

Si tienes dos cargas, una de +9nC y otra de +4nC, separadas 5 metros, ¿dónde debes colocar una tercera carga positiva para que la fuerza neta sobre ella sea cero?

<p>A 3m de la carga de +9nC (C)</p> Signup and view all the answers

Dos cargas puntuales iguales y positivas, $q$, están fijas en los puntos (a, 0) y (-a, 0). ¿Dónde se debe colocar una tercera carga, $q_0$, sobre el eje y para que la fuerza neta sobre ella sea cero?

<p>En y = 0 (D)</p> Signup and view all the answers

Dos cargas puntuales de $+2q$ y $-q$ se encuentran en los puntos (0,0) y (d,0) respectivamente. ¿En qué punto del eje x una tercera carga $+Q$ experimentará una fuerza neta igual a cero?

<p>$x=d(\sqrt{2}+1)$ (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

¿Ubicación de fuerza neta cero?

La ubicación donde la fuerza neta sobre la tercera carga es cero. Esto ocurre donde las fuerzas de q1 y q2 se equilibran.

Ley de Coulomb

La fuerza electrostática entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.

Principio de superposición

La fuerza total que actúa sobre una carga es la suma vectorial de todas las fuerzas individuales que actúan sobre ella debido a otras cargas presentes.

¿Dónde NO colocar q?

Si q está en el eje x a la izquierda de q1, ambas fuerzas apuntan en la misma dirección. Si q está entre q1 y q2, también apuntan en la misma dirección. Por lo tanto, q debe estar a la derecha de q2.

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Cálculo de la distancia

Establece las magnitudes de las fuerzas iguales y resuelve para x. La distancia desde el origen será x + 0.250 m.

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Condición de fuerza neta cero

Necesitas encontrar el punto donde la fuerza ejercida por q1 sobre q es igual en magnitud y opuesta en dirección a la fuerza ejercida por q2 sobre q.

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Study Notes

  • Se colocan dos cargas puntuales: ( q_1 = 5.5 , \mu C ) y ( q_2 = -3.0 , \mu C ), separadas por una distancia ( d = 0.250 , m ).

  • ( q_1 ) se encuentra en el origen (0,0) y ( q_2 ) en el punto (0.250 m, 0).

  • Para que la fuerza neta sobre una tercera carga ( q ) sea cero, esta debe colocarse en un punto donde las fuerzas ejercidas por ( q_1 ) y ( q_2 ) se cancelen mutuamente.

  • La tercera carga debe estar en la línea que une ( q_1 ) y ( q_2 ) para que las fuerzas sean colineales y puedan sumarse a cero.

  • Dado que ( q_1 ) es positiva y ( q_2 ) es negativa, la tercera carga debe colocarse entre ellas para que las fuerzas tengan direcciones opuestas.

  • Sea ( x ) la distancia desde el origen (donde está ( q_1 )) hasta la posición de la tercera carga ( q ) sobre el eje x.

  • La distancia desde ( q_2 ) hasta la tercera carga será ( 0.250 - x ).

  • La fuerza ejercida por ( q_1 ) sobre ( q ) será ( F_1 = k \frac{|q_1 q|}{x^2} ) y la fuerza ejercida por ( q_2 ) sobre ( q ) será ( F_2 = k \frac{|q_2 q|}{(0.250 - x)^2} ), donde ( k ) es la constante de Coulomb.

  • Para que la fuerza neta sea cero, ( F_1 = F_2 ), entonces:

    [ k \frac{|q_1 q|}{x^2} = k \frac{|q_2 q|}{(0.250 - x)^2} ]

  • Simplificando, se obtiene:

    [ \frac{5.5}{x^2} = \frac{3.0}{(0.250 - x)^2} ]

  • Resolviendo para ( x ):

    [ \sqrt{\frac{5.5}{3.0}} = \frac{x}{0.250 - x} ]

    [ 1.352 = \frac{x}{0.250 - x} ]

    [ 1.352(0.250 - x) = x ]

    [ 0.338 - 1.352x = x ]

    [ 0.338 = 2.352x ]

    [ x = \frac{0.338}{2.352} \approx 0.144 , m ]

  • La tercera carga puede colocarse a aproximadamente 0.144 metros del origen (donde está ( q_1 )).

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Description

Clculo de la fuerza elctrica neta sobre una carga ( q ) debido a dos cargas puntuales ( q_1 ) y ( q_2 ) separadas por una distancia ( d ). Se determina la posicin donde la fuerza neta sobre la tercera carga es cero. Se explica cmo las fuerzas deben ser colineales y de direcciones opuestas.

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