MÒDULO 12 SEMANA 1 ACTIVIDAD INTEGRADORA 3 ACTUALIZADO

Actividad Integradora 3 - La Electricidad de Un Globo

ALUMNO:

NO AL PLAGIO

ID:

XXXXX

GRUPO:

M12

ASESOR VIRTUAL:

FECHA:

LUNES 27 DE MAYO DEL 2023

Lee el siguiente planteamiento y resuelve los problemas:

Un globo electrostáticamente cargado ejerce una fuerza de atracción sobre un papel de tal forma que se pueden identificar dos cargas positivas en la periferia del globo y una negativa en la periferia del papel. Las cargas del globo y del papel están colocadas en los vértices de un triángulo isósceles cuyos lados iguales (la distancia de q1 a q3 y la distancia de q1 a q2) tienen una longitud de 5.2 cm, tal como se muestra en la figura. Se sabe que la carga q1 tiene polaridad negativa con un valor de 15 μC (microcoulomb), la carga q2 tiene polaridad positiva con una magnitud de 10 μC y la carga q3 también tiene polaridad positiva con una intensidad de 30 μC y el ángulo del vértice del triángulo formado donde se encuentra la carga q1 es de 50°.

 

 

Calcula la fuerza de q3 sobre q1. Para ello, hay que sustituir los valores de las respectivas cargas en la ecuación de la ley de Coulomb y el valor de la distancia d, la cual corresponde a la separación entre q1 y q3.

DATOS DE LA FÒRMULA 

F = k × Q × q / r²

Donde F es la fuerza eléctrica entre dos cargas, Q y q son las magnitudes de las cargas, r es la distancia entre las cargas y k es la constante de proporcionalidad, que tiene un valor de 9 × 10⁹ N·m²/C² en el vacío.

Desarrollo:

q1 = -15 μC = -15 x 10-6 C

q3 = 30 μC = 30 x 10-6 C

Lado de triángulos = 0.052 m 

k = 9 x 109 N m^2/c^2 

F = 9 x 109 N m^2/c^2   ((q1)(q3))/〖(r)〗^2 

F = 9 x 109 N m^2/c^2   (-15 x 10^(-6) C)(30 x 10^(-6) C)/(0.052 m)^2 

F = 9 x 109 Nm2C2  ((-4.5 x 10^(-10) C^2 ))/(0.052 m)^2   

F = (-4.05 Nm^2)/〖(0.052 m)〗^2 

F = (-4.05 Nm^2)/(2.704 x10〖^(-03)〗m^2 )   

F = -1497.781065  N  Esta es la fuerza de q3 sobre q1.

         

Realiza el cálculo de la fuerza de q2 sobre q1.

Fòrmula

F = 9 x 109 N m^2/c^2   ((q1)(q2))/〖(r)〗^2 

q1 = -15 μC = -15 x 10-6 C

q2 = 10 μC = 10 x 10-6 C

Lado de triángulos = 0.052 m 

k = 9 x 109 N m2/c2

F = 9 x 109 N m^2/c^2   (-15 x 10^(-6) C)(10 x 10^(-6) C)/(0.052 m)^2 

F = 9 x 109 Nm2C2  ((-1.5 x 10^(-10) C^2 ))/(0.052 m)^2   

F = (-1.35 Nm^2)/〖(0.052 m)〗^2 

F = (-1.35 Nm^2)/(2.704 x10〖^(-03)〗m^2 )    Aquí usé paréntesis al dividir la base 10 en la calculadora. 

F = -499.260355  N  Esta es la fuerza de q2 sobre q1.

a. Utiliza el plano cartesiano para graficar los resultados de las fuerzas solicitadas.

 

Determina la magnitud de la fuerza de atracción resultante que ejercen las cargas q2 y q3 sobre q1 y el ángulo del vector de la resultante.

Datos:

F1 = 

0 1 = 500

F2=

R=√Σfx^(2 )+Σfy^(2 )

02  = 00

Fórmulas  :

Fx= fCos0

Fy= fSen0

θ=tan⁡〖〖^(-1)〗〗Σfy^ /Σfx^ 

FR=√ Σfx^(2 )+Σfy^(2 )

Sustituimos en el componente 1

X=-1497.781065  N  Cos (500) = -962.7551106

Y= =-1497.781065  N  Sen (500) = -1147.366862

Sustituimos en el componente 2

X= -499.260355  N   Cos (00) = -499.260355  

Y= = -499.260355  N   Cos (00) = 0

Realizamos sumatoria de x y y por separados.

Σ〖x= -962.7551106±〗^   -499.260355  = -1462.015466

Σ〖y=-1147.366862±〗^   0=-1147.366862

FR=√ Σf(-1462.015466)〖^(2 )〗+Σf(-1147.366862)〖^(2 )〗

FR=√ 2137489.223±1316450.716

FR=√-3453939.939

FR=-1858.477855 N

Esta es la magnitud de la fuerza de atracción resultante.

Ahora calculemos el ángulo del vector resultante.

Fòrmula para ello:

θ=tan⁡〖〖^(-1)〗〗 Σfy^ /Σfx^ 

tan⁡〖〖^(-1)〗〗= -1147.366862 /〖 -1462.015466〗^ 

tan⁡〖〖^(-1)〗〗  38.12 grados

Este es el ángulo del vector resultante.

Utiliza el plano cartesiano para graficar el resultado, de la magnitud de la fuerza de atracción.

 

Menciona al menos 5 situaciones donde hayas presenciado aplicaciones de campos eléctricos y explica para qué sirven en tu vida cotidiana.

En mi vida cotidiana he presenciado varias situaciones donde se utilizan campos eléctricos, tales como:

En el uso de mi teléfono celular, donde la electricidad es utilizada para cargar la batería y permitir su funcionamiento.

En el encendido de mi vehículo, donde la batería utiliza campos eléctricos para suministrar energía al motor y permitir su funcionamiento. 

Al utilizar electrodomésticos como el microondas, la nevera y el televisor, donde se utilizan campos eléctricos para permitir su funcionamiento.

Al utilizar dispositivos electrónicos como el ordenador y la tableta, donde se utilizan campos eléctricos para permitir su funcionamiento y cargar la batería.

Al utilizar iluminación en mi hogar, donde se utilizan campos eléctricos para permitir el funcionamiento de las bombillas y la iluminación en general.

Explica en un párrafo de 5 renglones por qué el cabello largo se eriza al cepillarlo.

Cuando cepillamos nuestro cabello, las cerdas del cepillo generan una carga eléctrica por fricción con el cabello. Esta carga eléctrica, que puede ser positiva o negativa, hace que las hebras del cabello se repelan entre sí, lo que produce que se ericen. Esto ocurre en otros materiales que pueden cargarse eléctricamente por fricción, como la ropa de lana o los globos frotados contra el cabello.

FUENTES:

Aguilar, J. M. (2018). Fuerza eléctrica y ley de Coulomb. Recuperado el 27 de marzo de 2023, de http://www.fisica.edu.mx/aguilar/archivos/Fuerza_electrica_y_Ley_de_Coulomb.pdf

Departamento de Física, Facultad de Ciencias, UNAM. (s.f.). Ley de Coulomb. Recuperado el 27 de marzo de 2023, de http://www.fciencias.unam.mx/asignaturas/1435.pdf

López, G. (2018). Ley de Coulomb. Recuperado el 27 de marzo de 2023, de https://www.fisica.unam.mx/~glopez/documentos/EM-TEMA-2.pdf