LEY DE COULOMB / EJERCICIO 1 Y 2
Summary
TLDREl presente video ofrece una introducción a la ley de Coulomb, una fundamental en la física que permite calcular la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales. Se presenta un diagrama con dos cargas de signos opuestos, una positiva y otra negativa, separadas por una distancia r. La ley de Coulomb establece que la fuerza de atracción entre cargas de signos diferentes es directamente proporcional al producto de sus cargas y inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. La constante de Coulomb, aproximadamente 9 x 10^9 N·m²/C², se utiliza en la fórmula para hallar la fuerza. El video guía a los espectadores a través de dos ejercicios prácticos, donde se aplican los conceptos básicos y se resuelven cálculos para encontrar la fuerza eléctrica resultante en distintas configuraciones de cargas. Además, se destaca la importancia de utilizar unidades del Sistema Internacional (SI) en los cálculos y se abordan consideraciones para la suma de fuerzas en dos dimensiones. El video termina con un desafío a los espectadores para que continúen aprendiendo sobre la ley de Coulomb en futuras clases.
Takeaways
- 📚 La ley de Coulomb permite determinar la fuerza eléctrica que actúa entre dos cargas puntuales.
- 🔋 Las cargas de signo diferente se atraen, mientras que las de signo igual se repelen.
- ⚖️ La fuerza de atracción entre cargas opuestas se denota como fuerza eléctrica.
- 📐 La fórmula de Coulomb expresa la fuerza como la constante de Coulomb multiplicada por el producto de las cargas dividido por la distancia entre ellas al cuadrado.
- 🌐 En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la constante de Coulomb tiene un valor aproximado de 9 × 10^9 N·m²/C².
- 📈 La carga en el SI se mide en coulombs y la distancia en metros.
- 📉 Para calcular la fuerza, es necesario convertir las unidades a las del SI.
- 🤝 En el primer ejercicio, se calcula la fuerza eléctrica de atracción entre una esfera cargada negativamente y otra cargada positiva.
- 🔢 Se realizan cálculos específicos para encontrar la fuerza resultante en una carga dada, teniendo en cuenta la dirección y magnitud de las fuerzas eléctricas.
- ➡️ La fuerza resultante se determina a través de la suma de fuerzas actuando sobre una carga, considerando sus direcciones y magnitudes.
- 📌 Es importante recordar que la fuerza resultante se expresa en módulo, es decir, su valor absoluto, para indicar su magnitud independientemente de la dirección.
- 🎓 La resolución de ejercicios prácticos ayuda a comprender cómo se aplican las leyes físicas en situaciones específicas.
Q & A
¿Qué permite determinar la ley de Coulomb?
-La ley de Coulomb permite determinar la fuerza eléctrica que actúa entre dos cargas puntuales.
¿Cómo se define la fuerza eléctrica entre dos cargas de signo diferente?
-La fuerza eléctrica entre dos cargas de signo diferente se define como una fuerza de atracción, ya que cargas diferentes se atraen entre sí.
¿Cuál es el valor aproximado de la constante de Coulomb en el sistema internacional de unidades?
-La constante de Coulomb tiene un valor aproximado de 9 x 10^9 newtons metros al cuadrado por colom al cuadrado en el sistema internacional de unidades.
¿Cómo se expresa la ley de Coulomb para calcular la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales?
-La ley de Coulomb se expresa como la constante de Coulomb multiplicada por el producto de las cargas 1 y 2, dividido por la distancia que separa dichas cargas, elevado al cuadrado.
¿Cómo se convierte una carga en microcolumnas al sistema internacional de unidades?
-Una carga en microcolumnas se convierte al sistema internacional de unidades multiplicando por 10 a la menos 6 (1 microcolumna = 10^-6 columnas).
¿Cómo se determina la fuerza resultante en una carga puntual cuando actúan sobre ella dos fuerzas eléctricas?
-Para determinar la fuerza resultante en una carga puntual, se realiza una suma vectorial de las fuerzas eléctricas que actúan sobre ella, teniendo en cuenta sus direcciones y magnitudes.
¿Qué sucede cuando las dos cargas puntuales tienen signos iguales?
-Cuando las dos cargas puntuales tienen signos iguales, existirá una fuerza de repulsión entre ellas en lugar de atracción.
¿Cómo se determina el sentido de la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales?
-El sentido de la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales se determina por su signo; si son de signo diferente, actúa una fuerza de atracción, y si son de signo igual, actúa una fuerza de repulsión.
¿Por qué es necesario expresar las cargas y distancias en unidades del sistema internacional de unidades?
-Es necesario expresar las cargas y distancias en unidades del sistema internacional de unidades para que la ley de Coulomb se aplique correctamente y se obtengan resultados precisos en el cálculo de fuerzas eléctricas.
¿Cómo se calcula la fuerza eléctrica resultante sobre una carga puntual en una figura con múltiples cargas puntuales?
-Se calcula la fuerza eléctrica resultante sobre una carga puntual al analizar primero las fuerzas eléctricas entre pares de cargas puntuales y luego sumarlas vectorialmente para obtener la resultante, teniendo en cuenta el sentido de cada una de las fuerzas.
¿Cómo se determina el módulo de la fuerza resultante en una carga puntual?
-El módulo de la fuerza resultante se determina como el valor absoluto de la suma vectorial de las fuerzas eléctricas que actúan sobre la carga puntual, lo que proporciona la magnitud de la fuerza resultante sin considerar su dirección.
Outlines
😀 Introducción a la Ley de Coulomb
Este primer párrafo introduce la Ley de Coulomb, que permite calcular la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales. Se describe un diagrama con dos cargas de signos opuestos, una positiva y otra negativa, separadas por una distancia r. La ley establece que cargas de signos diferentes se atraen y las de signos iguales se repulsen. La fuerza de atracción entre ellas se denota como F y se calcula multiplicando la constante de Coulomb (aproximadamente 9 × 10^9 N·m²/C²) por el producto de las cargas y dividiendo entre la distancia al cuadrado entre ellas. Las unidades en el Sistema Internacional deben ser utilizadas para cada parámetro en los cálculos.
🧮 Ejercicio de Aplicación de la Ley de Coulomb
El segundo párrafo se centra en el ejercicio de calcular la fuerza eléctrica resultante sobre una carga puntual dada. Se presenta una figura de tres cargas puntuales y se pide determinar la fuerza resultante en una de ellas, llamada carga q2. El análisis comienza evaluando la fuerza entre la carga 1 y la carga q2, y luego entre la carga q2 y la carga q3, para finalmente sumar estas fuerzas para obtener la resultante. Se describen los pasos para calcular cada una de las fuerzas individuales, teniendo en cuenta las unidades del Sistema Internacional y la simplificación de las expresiones para obtener los valores en newtons.
📐 Determinación de la Fuerza Resultante
El tercer párrafo concluye el análisis del ejercicio, calculando la fuerza resultante que actúa sobre la carga q2. Se tiene en cuenta que dos fuerzas actúan sobre esta carga, y se realiza una suma de fuerzas teniendo en cuenta sus sentidos opuestos. Se describe el proceso para determinar la fuerza resultante en el eje horizontal (eje x), excluyendo fuerzas verticales ya que no son relevantes para este análisis. Finalmente, se calcula el módulo de la fuerza resultante, obteniendo un valor positivo que indica tanto la magnitud como la dirección de la fuerza, que en este caso resulta ser hacia la izquierda.
Mindmap
Keywords
💡Ley de Coulomb
💡Cargas puntuales
💡Fuerza eléctrica
💡Constante de Coulomb
💡Sistema Internacional de Unidades (SI)
💡Carga eléctrica
💡Fuerza resultante
💡Distancia entre cargas
💡Unidades de medida
💡Ejercicios de aplicación
💡Fuerzas opuestas
Highlights
Hoy estudiamos la ley de Coulomb, que permite determinar la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales.
La ley de Coulomb se expresa como la constante de Coulomb multiplicada por el producto de las cargas entre la distancia al cuadrado que las separa.
Las cargas de signo diferente se atraen entre sí, mientras que las de signo igual se repelen.
La constante de Coulomb tiene un valor aproximado de 9 x 10^9 N·m²/C² en el sistema internacional de unidades.
Para los cálculos, las cargas deben expresarse en coulombs y la distancia en metros.
El ejercicio número uno consiste en calcular la fuerza eléctrica que actúa sobre una esfera cargada negativamente con una carga de 0.82 microcoulombs.
La carga de la esfera cargada positiva es de 0.47 microcoulombs, y el centro de ambas esferas está separado por 21 centímetros.
Las cargas se expresan en unidades del sistema internacional, convirtiendo microcoulombs a coulombs y centímetros a metros.
La fuerza de atracción entre las cargas puntuales se calcula aplicando la ley de Coulomb.
El resultado de la fuerza entre las dos cargas es aproximadamente 0.079 newtons.
El ejercicio número dos implica calcular la fuerza eléctrica resultante sobre una carga q2 en una figura con tres cargas puntuales.
Primero, se analiza la fuerza entre la carga 1 y la carga q2, y luego entre la carga q2 y la carga q3.
La fuerza resultante se determina a través de una suma de fuerzas, considerando solo fuerzas en el eje horizontal.
La fuerza entre la carga q2 y la carga q3 se calcula con la carga q2 de 6 nanocoulombs y la carga q3 de 8 nanocoulombs separadas por 12 centímetros.
La fuerza resultante en la carga q2 es de 3.75 x 10^-6 newtons hacia la izquierda.
La clase finaliza con la resolución de los ejercicios relacionados con la ley de Coulomb.
Transcripts
qué tal amigos estamos en un vídeo más
hoy estudiaremos la ley de cobro para lo
cual primero vamos a ver una breve
introducción bien la ley de coulón
permite determinar la fuerza eléctrica
que actúa entre dos cargas puntuales
tenemos aquí un pequeño diagrama
compuesto de dos cargas la carga 1 con
una carga eléctrica positiva y la carga
q 2 con una carga eléctrica negativa y
ambas se encuentran separadas de una
distancia denominada r en este ejemplo
tenemos dos cargas de signo diferente
entonces ambas tendrán una fuerza de
atracción debido a que cargas diferentes
se atraen y cargas iguales se repelen
entonces a esta fuerza en este caso de
atracción la denomina haremos
efe y de acuerdo a la ley del pueblo la
fuerza viene expresada como la constante
de colom multiplicado por el producto de
la carga 1 y la carga 2 entre la
distancia que separa dichas cargas
elevado al cuadrado tomando en cuenta el
sistema internacional las unidades de
cada uno
los términos son la constante de coulón
tendrá un valor aproximado de 9 por 10 a
la 9 y en el sistema internacional como
unidad newtons metros al cuadrado sobre
blums al cuadrado por otro lado en el
sistema internacional la carga 1 y la
carga 2 como unidad tendrá columna y la
distancia viene expresado en metros para
los cálculos debemos tomar en cuenta que
cada uno de estos parámetros se
encuentre en unidades del sistema
internacional entonces de esta manera
queda expresada la ley de colom que
permite nuevamente determinar la fuerza
eléctrica entre dos cargas puntuales
tomando en cuenta que dichas cargas
también deben encontrarse en reposo bien
entonces comencemos con la resolución de
los ejercicios ejercicio número uno
calcular la fuerza eléctrica que actúa
sobre una esfera cargada negativamente
con una carga de 0.82 micro columna cuyo
centro se encuentra separado 21
centímetros del centro de otra esfera
cargada con
a 0,47 micro columns como primer punto
vamos a realizar un diagrama que
corresponde al enunciado del ejercicio
entonces el enunciado menciona que
tenemos dos cargas la primera carga
tiene una carga eléctrica negativa y la
otra carga tiene una carga eléctrica
positiva a esta carga la denominaremos 1
y a esta carga q2
la carga q no tiene un valor de 0 82
micrópolix vamos a dejar ya expresado en
las unidades del sistema internacional
esto es igual
0,82 y recordemos que micro significa
por 10 a la menos 6 cual oms realizamos
lo mismo con la carga todos está será
igual a 0 47 micro que es por 10 a la
menos 6 cual oms dichas cargas se
encuentran separadas a una distancia de
21 centímetros vamos de igual manera a
dejar expresado en la unidad del sistema
internacional es decir metros 21
centímetros equivale a 0,21 metros ahora
que ya tenemos expresado cada uno de los
datos que nos da el enunciado analicemos
qué tipo de fuerza actúa entre estas dos
cargas tomando en cuenta que son cargas
eléctricas de signo diferente significa
que en ellas actuará una fuerza de
atracción es decir de esta manera las
cargas tratar
de unirse fuerza de atracción entonces
vamos a realizar el reemplazo
correspondiente en la expresión de la
ley de pueblo para poder determinar la
fuerza que actúa entre estas dos cargas
la fuerza es igual a la constante en
este caso tiene un valor aproximado 9
por 10 a la nueve newtons metros al
cuadrado sobre cual oms al cuadrado
multiplicado por el valor de las cargas
carga 1 tiene un valor de 0,82 por 10 a
la menos 64 mes y la carga 2 con un
valor de 0 47 por 10 a la menos 6 cual
oms todo sobre la distancia que separa
dichas cargas elevado al cuadrado es
decir 0,21 metros y esto elevado al
cuadrado
primero realicemos la simplificación de
cada una de las unidades tomando en
cuenta que en el denominador tenemos 4
más al cuadrado se simplificará con las
unidades de colomos de cada una de las
cargas es decir colom se simplifica
ahora tenemos metros al cuadrado de
igual manera se simplificará porque en
el denominador también tenemos una
expresión de metros elevados al cuadrado
y se simplificará sin olvidarnos que
este cuadrado aparte de afectar a la
unidad de metros también afectará al
término numérico quedando entonces la
expresión simplemente con unidades de
newton debido a que la fuerza viene
expresado en newton al realizar toda
ésta
operación tenemos un resultado final de
0 0 79 newtons aproximadamente y listo
hemos hallado la fuerza en este caso de
atracción entre estas dos cargas
puntuales entonces no nos olvidemos que
para reemplazar en la fórmula siempre
las unidades deberán estar en el sistema
internacional ejercicio número 2
calcular la fuerza eléctrica resultante
sobre la carga q 2 de la siguiente
figura y bien tenemos aquí una figura
compuesta de tres cargas puntuales y nos
pide determinar la fuerza resultante en
esta carga nudos recordemos que como
primer punto el análisis de la fuerza se
realiza entre dos cargas es decir
primero realizaremos un análisis entre
la carga 1 y la carga q 2 y luego un
análisis entre la carga q 2 y la carga q
3 y posteriormente realizar una suma de
fuerzas para encontrar la resultante
entonces empecemos con el primer
análisis la fuerza entre la carga
y la carga cubo tomando en cuenta que la
referencia es la carga pudor ya que es
ahí donde debemos determinar la fuerza
resultante bien como primer punto vamos
a analizar el sentido de las fuerzas
tienen carga eléctrica diferente eso
significa que en ellas existirá una
fuerza de atracción tomando este sentido
pero el análisis lo vamos a realizar
respecto a la carga 2 entonces la fuerza
de 1 y q2 quedará expresado en este
sentido hacia la izquierda la vamos a
denominar f1 entonces nuevamente estamos
analizando el sentido hacia la izquierda
debido a que el análisis del ejercicio
es en la carga q 2 entonces apliquemos
ya la ley de por um para la carga en
este caso 1 y q2 la fuerza 1 será igual
a la constante cab que tiene un valor
aproximado de 9 por 10 a la 9 newtons
metros al cuadrado sobre
homs al cuadrado multiplicado por el
valor de las cargas en este caso la
carga 1 tiene un valor de 4 nano columns
hay que tomar en cuenta que debemos
pasar al sistema internacional es decir
4 por 10 a la menos 9 4 mbps tomando en
cuenta que nano es por 10 a la menos 9
esto multiplicado por de igual manera 6
nano por lo que tenemos que pasar al
sistema internacional 6 por 10 al menos
94 más sobre la distancia que separa
dichas cargas en este caso ocho
centímetros pasando a las unidades del
sistema internacional tendremos 008
metros al cuadrado porque ocho
centímetros equivale a 0 08 metros y
bien ya tenemos expresada todas las
unidades en el sistema internacional al
igual que el ejercicio 1 también ya
sabemos cómo es que se simplifican cada
una de las unidades quedando simplemente
en youtube al realizar las operaciones
correspondientes tenemos como resultado
que la fuerza 1 es igual
a 3,37 5 por 10 a la menos 5 newtons y
listo ya tenemos la primera fuerza entre
la carga q1 y la carga q 2
ahora vamos a realizar el análisis de la
fuerza eléctrica entre la carga culos y
la carga q3 sin olvidarnos que para el
sentido de la fuerza tomaremos como
referencia la carga q 2 al igual que el
primer análisis estas cargas tienen
diferentes signos entonces sobre ellas
existirá una fuerza de atracción signos
diferentes se atraen
quedando de esta manera y vamos a tener
que analizar la fuerza sobre q 2 a esta
fuerza la denominaremos efe 2 entonces
vamos a realizar ya el reemplazo
correspondiente la fuerza 2 es igual a
la constante 9 por 10 a 9 newtons metros
al cuadrado sobre colom al cuadrado
multiplicado por el valor de las cargas
en este caso tenemos la carga q 2 que
equivale a 6 nano coloms hay que pasar a
las unidades del sistema
internacional 6 por 10 a la menos nueve
colonos y multiplicado por la carga q 38
por 10 a la menos nueve cuadros sobre la
distancia que separa dichas cargas
elevado al cuadrado 12 centímetros al
pasar a las unidades del sistema
internacional quedaría como 0 12 metros
y todo esto elevado al cuadrado
realizando las simplificaciones
correspondientes de cada una de las
unidades y las correspondientes
operaciones la fuerza 2 tiene un
resultado de 3 por 10 a la menos 5
newton y listo hemos determinado la
fuerza entre la carga q2 y la carga q3
finalmente vamos a determinar ya la
fuerza resultante para lo cual he vuelto
a dibujar el diagrama pero tomando en
cuenta simplemente la carga q2 ya que
nos pide determinar dicha fuerza en la
carga q 2 en esta carga actúan dos
fuerzas la fuerza 1 y la fuerza 2 ambas
en sentido diferente recordemos que para
determinar la fuera
resultante vamos a tener que realizar
una suma de fuerzas también debemos
tomar en cuenta que estamos trabajando
en el eje x es decir en el eje
horizontal no existen fuerzas verticales
entonces el análisis se realizará
simplemente en el eje x la fuerza
resultante será igual y vamos a tomar en
cuenta el sentido de las fuerzas cuando
una fuerza tiene sentido hacia la
derecha ésta tiene signo positivo y
cuando una fuerza tiene sentido hacia la
izquierda
ésta tendrá signo negativo entonces como
primer punto ubicaremos la fuerza con
signo positivo o sentido hacia la
derecha que es efe 2 el valor de f2 es 3
por 10 a la menos 5 newton y la fuerza f
1 que tiene sentido hacia la izquierda
quedará con menos en este caso 3,37 5
por 10 a la menos cinco minutos
realizamos la resta correspondiente la
fuerza resultante será igual menos 375
por 10
newton pero recordemos que al calcular
la fuerza resultante debemos obtener el
módulo es decir el valor positivo
entonces la fuerza resultante será igual
a 3,75 por 10 a la menos 6 newtons
haciendo referencia que este signo lo
único que nos indica es qué sentido
tiene la fuerza resultante como es
negativo la fuerza resultante será hacia
la izquierda y listo hemos terminado con
el ejercicio número 2 y esta ha sido la
primera clase correspondiente a la ley
de colon sin más conmigo será hasta una
próxima ocasión
[Música]
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