Ley de coulomb - Ejemplo 2 y 3 | Electrostática

Física Matemáticas Profe William
18 Oct 202111:24

Summary

TLDREl script del video ofrece un curso sobre electrostática, electrodynamics y magnetismo, incluyendo ejercicios resueltos de electrostática. Se calcula la fuerza eléctrica entre cargas y se describe cómo determinar la fuerza resultante y la dirección de la misma, utilizando la ley de Coulomb y el teorema de Pitágoras. El objetivo es enseñar a los estudiantes a resolver problemas de electrodinámica aplicando conceptos básicos de física.

Takeaways

  • 📚 El video es parte de un curso sobre electrostática, electrodynamics y magnetismo.
  • 🔗 Se invita a los espectadores a suscribirse al canal 'físicas matemáticas' y a activar las notificaciones.
  • 📈 Se discuten ejercicios resueltos número 2 y 3 relacionados con la ley de Coulomb y la electrostática.
  • 🔋 Se presentan datos de cargas eléctricas y distancias entre ellas para resolver los ejercicios.
  • 📐 Se utiliza la fórmula de la fuerza eléctrica basada en la constante de Coulomb y las cargas involucradas.
  • 🔢 Se calcula la magnitud de las fuerzas eléctricas entre las cargas, teniendo en cuenta sus signos y distancias.
  • ⚖️ Se determina la dirección de las fuerzas resultantes y se resuelve el ejercicio de la fuerza neta en un sistema de cargas.
  • 📉 Se muestra cómo combinar fuerzas eléctricas opuestas y cómo se resuelve la fuerza resultante en un sistema.
  • 📚 Se hace referencia a otros videos y recursos, como el teorema de Pitágoras, para resolver problemas complejos.
  • 📝 Se invita a los espectadores a ver el curso completo y a seguir el canal para más contenido.
  • 🔗 Se enfatiza la importancia de compartir el contenido en redes sociales y de activar la campanita para recibir notificaciones.

Q & A

  • ¿Qué temas trata el canal 'Físicas Matemáticas'?

    -El canal 'Físicas Matemáticas' trata temas de electrostática, electrodynamics y magnetismo.

  • ¿Cuál es el objetivo del video sobre electrostática 20 con ejercicios resueltos número 2 y 3?

    -El objetivo del video es enseñar cómo calcular la fuerza eléctrica entre cargas utilizando la ley de Coulomb y resolver los ejercicios número 2 y 3.

  • ¿Cuáles son las cargas eléctricas q1, q2 y q3 que se mencionan en el ejercicio número 2?

    -Las cargas eléctricas son q1 = 3 × 10^-3 C, q2 = 2 × 10^-3 C y q3 = 4 × 10^-6 C.

  • ¿Cuál es la distancia entre las cargas q1 y q3 en el ejercicio número 2?

    -La distancia entre las cargas q1 y q3 es de 0.8 metros.

  • ¿Cómo se determina la dirección de la fuerza eléctrica ejercida sobre una carga?

    -La dirección de la fuerza eléctrica se determina por el signo de las cargas: repulsiva si las cargas son del mismo signo y atractiva si son de signos opuestos.

  • ¿Cómo se calcula la magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas?

    -La magnitud de la fuerza eléctrica se calcula utilizando la fórmula F = k * (q1 * q2) / r^2, donde k es la constante de Coulomb, q1 y q2 son las cargas y r es la distancia entre ellas.

  • ¿Cuál es el resultado de la fuerza eléctrica entre q1 y q3 en el ejercicio número 2?

    -La fuerza eléctrica entre q1 y q3 es de 55.12 Newtons.

  • ¿Cómo se calcula la fuerza resultante cuando hay múltiples fuerzas ejerciéndose sobre una carga?

    -La fuerza resultante se calcula restando las fuerzas opuestas entre sí, teniendo en cuenta sus magnitudes y direcciones.

  • ¿Cuál es el resultado de la fuerza resultante sobre la carga q3 en el ejercicio número 2?

    -La fuerza resultante sobre la carga q3 es de -144.9 Newtons, lo que indica que actúa hacia la izquierda.

  • ¿Qué se debe hacer para determinar la fuerza electrostática neta sobre una carga en un sistema más complejo?

    -Para determinar la fuerza electrostática neta, se deben calcular las fuerzas individuales ejerciéndose sobre la carga y luego aplicar el teorema de Pitágoras para encontrar la magnitud resultante, considerando las direcciones de las fuerzas.

  • ¿Cómo se determina la dirección de la fuerza electrostática neta en un sistema de cargas?

    -La dirección de la fuerza electrostática neta se determina a partir de los ángulos y magnitudes de las fuerzas individuales, utilizando funciones trigonométricas como la tangente para encontrar el ángulo con el eje de referencia.

  • ¿Cuál es el resultado de la fuerza electrostática neta y su dirección en el ejercicio número 3?

    -La fuerza electrostática neta en el ejercicio número 3 es de 62.6 Newtons, y su dirección se determina a partir de los ángulos y magnitudes de las fuerzas individuales.

Outlines

00:00

📚 Introducción al Curso de Electrostática y Ejercicios Resueltos

El primer párrafo presenta una invitación a suscribirse al canal 'Físicas Matemáticas' y a seguir las notificaciones para recibir actualizaciones. Se inicia el curso de electrostática con un enfoque en los ejercicios resueltos número 2 y 3, mencionando la importancia de la ley de Coulomb y los datos necesarios para resolverlos. Se describen las cargas eléctricas y las distancias entre ellas, y se presenta una fórmula para calcular la fuerza entre cargas, utilizando la constante de Coulomb y los valores dados para las cargas y distancias.

05:00

🔍 Análisis de las Fuerzas Electrostáticas y Cálculo de la Fuerza Resultante

En el segundo párrafo, se continúa el análisis de las fuerzas electrostáticas entre las cargas mencionadas. Se calculan las fuerzas individuales entre las cargas, teniendo en cuenta sus signos y magnitudes. Luego, se determina la dirección de cada fuerza y se calcula la fuerza resultante utilizando la resta de las fuerzas individuales. El resultado muestra la dirección y magnitud de la fuerza resultante que actúa sobre la carga q3.

10:04

📐 Determinación de la Fuerza Electrostática Neta y su Dirección

El tercer párrafo se enfoca en el cálculo de la fuerza electrostática neta sobre una carga específica, utilizando el teorema de Pitágoras para combinar las fuerzas. Se presentan las cargas, sus distancias y las fuerzas correspondientes, y se utiliza una fórmula para calcular cada componente de la fuerza. Se determina la magnitud y dirección de la fuerza resultante a través del uso de funciones trigonométricas, como la tangente inversa, para encontrar el ángulo correspondiente. Finalmente, se invita a los espectadores a suscribirse al canal y a ver el resto del curso.

Mindmap

Keywords

💡Electrostática

Electrostática es la rama de la física que estudia las fuerzas eléctricas estáticas, es decir, las fuerzas ejercidas por cargas estáticas en el espacio. En el video, se discuten ejercicios relacionados con la electrostática, como calcular las fuerzas entre cargas estáticas y cómo estas fuerzas interactúan entre sí.

💡Carga eléctrica

Una carga eléctrica es una propiedad de una partícula que le permite interactuar mediante fuerzas eléctricas. En el contexto del video, las cargas eléctricas son las fuentes de las fuerzas electrostáticas que se calculan, y se representan con símbolos como q1, q2, q3.

💡Fuerza electrostática

La fuerza electrostática es la fuerza de atracción o repulsión que se produce entre cargas eléctricas. En el video, se calcula la fuerza electrostática entre diferentes cargas, como la fuerza 1 a 3 y la fuerza q2 a q3, usando la fórmula de Coulomb.

💡Ley de Coulomb

La Ley de Coulomb describe la fuerza electrostática entre dos cargas estáticas. En el video, se utiliza esta ley para calcular las fuerzas entre cargas, donde la fuerza es proporcional al producto de las cargas y se inversa al cuadrado de la distancia entre ellas.

💡Constante de Coulomb

La constante de Coulomb es un valor que aparece en la fórmula de la ley de Coulomb y representa la fuerza entre dos cargas unitarias a una distancia unitaria. En el script, se menciona que esta constante es 9 × 10^9 N m²/C².

💡Fuerza resultante

La fuerza resultante es la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto. En el video, se calcula la fuerza resultante sobre la carga q3, considerando las fuerzas individuales ejercidas por q1 y q2.

💡Teorema de Pitágoras

El teorema de Pitágoras se utiliza para calcular la longitud de la hipotenusa de un triángulo rectángulo. En el video, se aplica para encontrar la magnitud de la fuerza electrostática neta sobre una carga, considerando las fuerzas como catetos de un triángulo rectángulo.

💡Ángulo

El ángulo es una medida de la separación entre dos líneas que se encuentran en un punto en común. En el video, se calcula el ángulo entre las fuerzas para determinar la dirección de la fuerza resultante, usando funciones trigonométricas como la tangente.

💡Trigonometría

La trigonometría es el estudio de las relaciones entre los lados y los ángulos de los triángulos, especialmente los triángulos rectángulos. En el script, se utiliza la trigonometría para resolver problemas relacionados con la dirección de las fuerzas resultantes.

💡Canal de YouTube

Un canal de YouTube es una plataforma donde los creadores comparten su contenido en vídeo. En el script, se invita a los espectadores a suscribirse al canal 'Físicas Matemáticas' para recibir notificaciones de nuevos cursos y contenido relacionado.

Highlights

El canal 'físicas matemáticas' invita a suscriptores y a compartir en redes sociales.

Curso de electrostática, electrodynamics y magnetismo con ejercicios resueltos.

Se utiliza la ley de Coulomb para calcular fuerzas entre cargas eléctricas.

Ejercicio número 2: Cálculo de la fuerza sobre una carga debido a otras dos cargas.

Datos proporcionados incluyen magnitudes y signos de las cargas eléctricas.

Se describen las distancias entre las cargas y cómo afectan las fuerzas eléctricas.

La solución del ejercicio 2 involucra el cálculo de fuerzas repulsivas y attractivas.

Fórmula para calcular la fuerza entre cargas eléctricas presentada y aplicada.

El cálculo muestra cómo las cargas opuestas se atraen y las cargas iguales se repelen.

Ejercicio número 3: Determinar la fuerza electrostática neta sobre una carga en un sistema.

Se proporcionan datos de las cargas y sus posiciones para el ejercicio 3.

Se utiliza el teorema de Pitágoras para calcular la fuerza neta en un sistema de cargas.

El cálculo de la fuerza neta incluye la determinación de ángulos y la aplicación del teorema de Pitágoras.

La dirección de la fuerza neta se determina a través de la tangente y funciones trigonométricas.

El resultado final del ejercicio 3 muestra cómo se calcula la fuerza y su dirección.

El canal 'físicas matemáticas' ofrece un curso completo y invita a suscribirse para más contenido.

Transcripts

play00:00

los invito a suscribirse a mi canal

play00:01

físicas matemáticas

play00:03

activar la campanita para que te lleguen

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todas las notificaciones ya compartir en

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tus redes sociales

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bienvenidos al curso de electrostática

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electro dinámica y magnetismo en este

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vídeo vamos a ver electrostática 20 con

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ejercicios resueltos número 2 y 3

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para poder realizar los siguientes

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ejercicios se tuvo en cuenta el vídeo

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anterior la ley de colon y algunos datos

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con base a esos datos podemos realizar

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los siguientes ejercicios

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ejercicio número 2 calcular la fuerza

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meta sobre la carga q 3 debido a las

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cargas eléctricas q1 y q2 del siguiente

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sistema

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tenemos los siguientes datos

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uno equivale a tres por diez al menos

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tres cullum q2

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juntos es igual a 2 por 10 ahora menos 3

play00:56

cullum y q3 es igual a 4 por 10 al menos

play00:59

6 culo

play01:01

tenemos la siguiente gráfica

play01:03

uno es positivo cuando es negativo y q3

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es positivo

play01:10

donde el radio de couture agudos es de

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08 metros y el radio de q2 y q3 es 0,6

play01:20

metros

play01:22

entonces la solución es quedaría

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la fuerza

play01:26

tengo uno a tres que se ejerce sobre la

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carga q3 debido a la carga 1 que es

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positiva es repulsivo porque tiene el

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mismo signo positivo y positivo

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en la fuerza con 2 a 3 que se ejerce

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sobre la carga cutre que es positivo

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debido a la carga 2 que negativo este

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atracción porque q2 y q3 son cargas

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eléctricas opuestas es decir negativo y

play01:54

positivo

play01:56

qué es lo que tenemos que hacer a

play01:57

continuación calcular la magnitud de las

play02:00

fuerzas mencionadas y la primera fuerza

play02:02

es

play02:03

1 a 3

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donde tenemos la siguiente fórmula

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fuerza es igual a la constante x

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1 por q todo sobre radio cuadrado

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con base a esta fórmula ahora podemos

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reemplazar

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y nos queda ya lo siguiente

play02:26

fuerza quds 1 al 3 es igual a la

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constante que equivale a 9 por 10 a las

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9 en youtube por metro cuadrado sobre

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curne al cuadrado por la carga 1 cultura

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que equivale a 3 por 10 a la menos 3

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cullum

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por la carga 2 que es igual a 2

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por diez a la menos tres

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cool

play03:00

sobre el radio al cuadrado que equivale

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a 0,8 metros más 06 metros que es desde

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uno hasta tres todo esto al cuadrado

play03:14

hacemos la operación y nota que la

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fuerza 1 a la q3 es igual a 55 puntos 1

play03:20

2

play03:23

a continuación calculamos la fuerza q2 y

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q3

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donde tenemos la siguiente fórmula

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fuerza es igual a la constante por

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puntos por q3 sobre radio al cuadrado

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y nos quedaría fuerza puntos hasta q 3

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es igual a la constante que equivale a 9

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por 10 a la 9 youtube en metros al

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cuadrado sobre columna al cuadrado

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sacaremos que la constante siempre va a

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ser la misma por q 2 equivale a 2 por

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día la menos 3 culo por 3 equivale a 4

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por 10 a la menos círculo sobre el radio

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al cuadrado que equivale a 0,6 metros

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cuadrados hacemos la operación y notar

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que la fuerza puntos hasta q 3 es igual

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a 200 newton

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de acuerdo con el signo de las cargas

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tenemos que fuerza 1 a 3 actúa sobre la

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derecha y fuerza juntos hasta q 3 actúa

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hacia la izquierda

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entonces lo que hacemos a continuación

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es hallar la fuerza resultante donde

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restamos el primer valor con el segundo

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valor

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y nos quedarían 55 puntos 12 menos 200

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en youtube y como resultado final nos

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daría que la fuerza resultante es igual

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a menos 144 puntos 9 minutos esto quiere

play04:37

decir que el signo menos indica que la

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fuerza resultante del signo sobre q 3

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actúa sobre la izquierda

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ejercicios número 3 determine la fuerza

play04:50

electroestática neta sobre la carga del

play04:53

siguiente sistema

play04:57

dónde es positivo que

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en negativo

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y cursé es positivo

play05:07

donde el radio de que acuden equivale a

play05:11

6 centímetros que hay que pasarlo metros

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que equivale a 0 06 metros

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donde cursé es positivo y culta es

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positivo con un radio de 10 centímetros

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y pasándolo metros equivale a 0,1 metro

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tenemos los siguientes datos que es

play05:31

igual a 4 por 10 a la menos 6 cullum

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donde es igual a 6 por 10 a la menos es

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q lo q se es igual a 5 por 10 ahora

play05:38

menos es culo

play05:40

el cual la dirección de la fuerza neta

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sobre q tan está determinada por el

play05:44

siguiente diagrama este diagrama es el

play05:47

mismo que éste donde la fuerza quds

play05:50

está sobre a 90 grados y la fuerza quds

play05:55

sobre a que está en esta dirección a

play06:00

continuación calculamos las fuerzas quds

play06:03

akunta que es esta

play06:07

y la fuerza quds

play06:11

kakuta que es esta

play06:15

para esto tenemos la siguiente fórmula

play06:16

fuerza es igual a la constante por wayne

play06:19

por q está sobre radio al cuadrado

play06:22

a continuación reemplazamos

play06:24

fuerza could be a good and es igual a la

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constante que la misma 9 x 19 minutos

play06:30

por metro cuadrado sobre columna al

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cuadrado x

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qb que equivale a 6 por 10 a la 16

play06:37

cullum por que equivale a 4 por 10

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al menos 6 colom sobre el radio que 0 06

play06:46

metros cuadrados

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hacemos la operación y notan que la

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fuerza que acusan es igual a 60 minutos

play06:57

ahora vamos allá en la fuerza que se

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oculta con la siguiente fórmula fuerza

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es igual a la constante porque se juntan

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sobre radio al cuadrado reemplazamos la

play07:08

constante que equivale 9 por 10 a 9 en

play07:10

youtube por metro cuadrado sobre columna

play07:12

al cuadrado por kutcher que equivale a 5

play07:15

por 10 a la menos a díscolo por cútar

play07:17

que equivale a 4 por díaz a la menos 6

play07:19

cullum sobre el radio al cuadrado que

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equivale a 0,1 metro cuadrado hacemos la

play07:24

operación y nota que la fuerza que se

play07:26

oculta es igual a 18 minutos

play07:32

ya teniendo estos dos resultados ahora

play07:35

hallamos lo siguiente

play07:38

vamos a calcular la magnitud de la

play07:39

fuerza electrostática neta sobre cootad

play07:42

pero entonces vamos a utilizar el

play07:44

teorema de pitágoras

play07:48

donde los invito a ver el curso completo

play07:49

del teorema de pitágoras en mi lista de

play07:51

reproducciones

play07:55

entonces tendríamos que la fuerza neta

play07:58

al cuadrado es igual al primer resultado

play08:01

que nos dio 60 minutos al cuadrado más

play08:03

al segundo resultado que nos dio 18

play08:05

newtons al cuadrado como tenemos aquí en

play08:09

la gráfica

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la hipotenusa el cateto opuesto el

play08:15

cateto yacente

play08:18

donde la hipotenusa es la fuerza neta

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tenemos

play08:24

18 nietos y 60 años simplemente

play08:28

reemplazamos los datos que es el teorema

play08:30

de pitágoras

play08:31

en la siguiente forma

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y luego que hacíamos fuerza meta al

play08:37

cuadrado es igual multiplicamos 60 al

play08:39

cuadrado notaría 3600 metros cuadrados

play08:42

más 18 al cuadrado nos daría 324 minutos

play08:46

al cuadrado

play08:49

sumamos y nota que la fuerza letal

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cuadrado es igual a 3 mil 924 newton al

play08:54

cuadrado

play08:55

para eliminar el cuadrado lo que hacemos

play08:58

es colocar raíz cuadrada raíz cuadrada

play09:00

de fuerza mente al cuadrado es igual a

play09:02

la raíz cuadrada de 3 minutos 24 minutos

play09:04

al cuadrado eliminamos al cuadrado con

play09:07

la raíz y nota que la fuerza meta es

play09:08

igual a

play09:10

62,6 minutos

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por último determinamos la dirección de

play09:18

la fuerza neta

play09:22

entonces hacemos la gráfica repasando

play09:24

los datos la fuerza le está que la

play09:26

hipotenusa

play09:28

aquí tenemos la fuerza quds en cútar que

play09:32

equivale 18 minutos y tenemos la fuerza

play09:34

quds

play09:36

que equivale 60 minutos

play09:42

qué hacemos

play09:44

tenemos que hallar el ángulo y como lo

play09:46

hacemos entonces simplemente con la

play09:49

tarjeta invertida tangente a es igual a

play09:53

que equivale la tangente tenemos la

play09:54

hipotenusa

play09:57

entonces tenemos

play09:59

18 newton sobre 60 en youtube hacemos la

play10:03

operación y nota que eso es igual a 03

play10:08

ya de minando los neutros para poder

play10:11

añadir los grados ahora el ángulo van

play10:15

es igual

play10:17

a la tangente menos 1 es igual la

play10:18

tarjeta invertida por 0-3 hacemos la

play10:22

operación en la calculadora

play10:26

y nota que el ángulo es decir este

play10:28

ángulo es igual a 10 y 67 grados

play10:33

y todo esto con respecto a la fuerza

play10:36

cubre hasta

play10:41

y este sería el resultado final de este

play10:43

ejercicio los invito a sufriesen a mi

play10:45

canal físicas matemáticas activar la

play10:47

campanita de compartir en tus redes

play10:48

sociales ya ver todo el curso completo

play10:50

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