Question

Una carga q1 = - 45 µC esta colocada a 30 mm a la izquierda de una carga q2 = 25 µC . ¿Cuál es la fuerza resultante sobre una carga de q3 = 20 µC localizada exactamente 50 mm arriba de la carga de 25µC ?

Answer 1

La fuerza resultante sobre q₃ es -1.2245 × 10⁻¹⁵ i + -0.24 × 10⁻¹⁵ j

La magnitud de la fuerza resultante sobre q₃ es aproximadamente 1.25 × 10⁻¹⁵ N

Step-by-step explanation:

q₁ = -45 μC = -45 × 10⁻⁶ C

r₁₂ = 30 mm = 30 × 10⁻³ m

q₂ = 25 μC = 25 × 10⁻⁶ C

r₂₃ = 50 mm = 50 × 10⁻³ m

q₃ = 20 μC = 20 × 10⁻⁶ C

k = 9×10⁻⁹ N·m²/C²

Por lo tanto;

r₁₃ = √(50² + 30²) = 10·√(34)

F₁₂ = 9×10⁻⁹ × (-45 × 10⁻⁶)×(25 × 10⁻⁶)/(30 × 10⁻³)² = -1.125 × 10⁻¹⁴

F₁₂ = -1.125 × 10⁻¹⁴ N

F₂₃ = 9×10⁻⁹ × (20 × 10⁻⁶)×(25 × 10⁻⁶)/(50 × 10⁻³)² = 1.8 × 10⁻¹⁵ j

F₁₃ = 9×10⁻⁹ × (-45 × 10⁻⁶)×(20 × 10⁻⁶)/(10·√34 × 10⁻³)² = -2.38× 10⁻¹⁵

Los componentes de F₁₃ son;

-2,38 × 10⁻¹⁵ × cos (arctan (30/50)) = -2,04 × 10⁻¹⁵ j

-2,38 × 10⁻¹⁵ × sin (arctan (30/50)) = -1,2245 × 10⁻¹⁵ i

La fuerza resultante sobre la carga q₃,
`\left | \underset {F_3} \rightarrow \right |` =
`\underset{F_(13)}{\rightarrow}` +
`\underset{F_(23)}{\rightarrow}`

∴
`\left | \underset {F_3} \rightarrow \right |` = 1.8 × 10⁻¹⁵ j + -1.2245 × 10⁻¹⁵ i + -2.04 × 10⁻¹⁵ j

La fuerza resultante sobre q₃ es
`\left | \underset {F_3} \rightarrow \right |` = -1.2245 × 10⁻¹⁵ i + -0.24 × 10⁻¹⁵ j

La magnitud de la fuerza resultante sobre q₃,

`\left | F_3 \right |` = √((-1.2245 × 10⁻¹⁵)² + (-0.24 × 10⁻¹⁵)²) ≈ 1.25 × 10⁻¹⁵

La magnitud de la fuerza resultante sobre q₃,
`\left | F_3 \right |` ≈ 1.25 × 10⁻¹⁵ N.