Junio 20-21, Ordinaria

a)            Escribe y comenta la Ley de Coulomb.

Dos pequeñas esferas, de masa m = 5 g y con carga q, cada una, se suspenden del mismo punto mediante hilos iguales, de masa despreciable y longitud L = 0,5 m, en presencia del campo gravitatorio terrestre.

b)           ¿Cuál debe ser el valor de la carga q para que, en equilibrio, los hilos formen un ángulo  α = 90º?

Datos: g = 9,8 m/s², K = 9 x 10⁹ N·m²/C²

SOLUCIÓN

a)            Ver Junio 03-04, Opción A

b)           La situación de equilibrio se obtendrá como en la figura:

En cada una de las esferas se deben cumplir las condiciones de equilibrio, que expresadas según los ejes X (horizontal) e Y (vertical) podemos escribir:

Dividiendo ambas obtenemos:

ya que α= 90

El mismo resultado habríamos obtenido si pensamos que para que la resultante de mg y F_elec se equilibre con la T de la cuerda, las dos primeras han de ser iguales y así llevarán la dirección deseada (el triángulo rectángulo formado debe ser isósceles). Así pues:

De donde despejando q obtenemos:

q = 1,65·10^-6 C = 1,65 µC