M12S2 FUERZA Y CARGAS ELÉCTRICAS

1. Módulo12. Matemáticasy representacionesdelsistemanatural.
Semana2
Unidad2. Electricidadymagnetismo
Autor: Liliana Elena Cervantes Canto
Fuerza y cargas eléctricas
Leer con atención la siguiente situación:
Tres iones se encuentran en el espacio según la figura mostrada:
Los iones tienen las siguientes cargas eléctricas:
Ion 1: 8 mC (miliCoulomb)
Ion 2: -6 mC
Ion 3: 4 mC
En cierto instante la distancia entre el ion 1 y el 2 es de 4µm (4x10-6
m) y la distancia entre
el ion 2 y el 3 es de 6µm (6x10-6
m).
Lo primero a realizar será la conversión respectiva, para ello debe saber que la palabra
micro es un prefijo que se utiliza para medir magnitudes y que equivale a una millonésima
parte de un algo. Esto de forma decimal se representa:
1
1000000
= 0.000001
Y en notación científica al estar el punto decimal 6 posiciones a la izquierda será negativa
y se expresa de la siguiente manera: 1X 10-6
El prefijo mili equivale a una milésima parte de un algo. Esto se representa:
1
1000
= 0.001
Y en notación científica al estar el punto decimal 3 posiciones a la izquierda será negativa
y se expresa de la siguiente manera: 1x 10-3
Formula de la ley de Coulomb. F=K
𝑞1 × 𝑞2
𝑟2
Tomando en cuenta que (q1 y q2) son las magnitudes de las cargas eléctricas, que (r) es
la distancia, y (k) es la constante y tenemos el dato que el valor aproximado de k=9x109
Nm2
÷C2
Los valores de los Iones:
Ion 1: 8mC = 8x10-3
C Ion 2: -6mC = -6x10-3
C Ion 3: 4mC = 4x10-3
C

2. Módulo12. Matemáticasy representacionesdelsistemanatural.
Semana2
Unidad2. Electricidadymagnetismo
Calcula la fuerza entre los iones 1 y 3
Recuerda lo que nos permite medir la fuerza entre los iones 1 y 3 es la fórmula de la ley
de Coulomb
F = 𝑘
𝑞1 𝑥 𝑞2
𝑟2
Distancia entre Iones:
Entre Ion 1 y Ion 2 es de 4µm (1x10-6
m)
Entre Ion 2 y Ion 3 es de 6µm (1x10-6
m)
Para calcular la distancia entre los iones 1 y 3 solo debemos sumar las distancias que se
tienen en los datos.
4x10-6
m + 6x10-6
m = 10x10-6
m
- Valores de cada elemento de la formula.
K= 9x109 𝑁𝑚2
𝐶2
Ion1= 8mC x 10-3
C
Ion3= 4mC x 10-3
C
R= 10x10-6
m
- Sustituir los valores
Realiza las operaciones necesarias para conocer cuál es la fuerza entre el Ion 1 y el Ion 3
F = K
𝑞1 𝑥 𝑞3
𝑟2
F = 9 x 109 𝑁𝑚2
𝐶2
[
(8 𝑥 10−3) 𝑥 (4 𝑥 10−3)
(10 𝑥 10−6)
]
F = 9 x 109 𝑁𝑚2
𝐶2
[
32𝑥10−6 𝐶2
100𝑥 10−12 𝑚2
]
F1-3 = 9x109 𝑁𝑚2
𝐶2
𝑥
32 𝑥 103 𝐶2
100 𝑥 10−12 𝑚2
= 9 x 109
N x
32 𝑥 10−6
100 𝑥 10−12
F 1-3 =
288 𝑥 109−6
100 𝑥 10−12
=
288 𝑥 10−3
100 𝑥 10−12
= 2.88 𝑥 103−(−12)
Resultado: F1-3 = 2.88x1015
N
Con base en el resultado obtenido indica si estos se atraen o se repelen y explica por que
Los iones se repelen porque tienen el mismo signo o polaridad. En este caso ambos son
positivos por lo cual se alejan.

3. Módulo12. Matemáticasy representacionesdelsistemanatural.
Semana2
Unidad2. Electricidadymagnetismo
Ahora, calcula la fuerza entre los iones 2 y 3
F = K
𝑞2 𝑥 𝑞3
𝑟2
F = 9 𝑥 109 𝑁𝑚2
𝐶2
=
−6 𝑥 10−3 𝑥 4 𝑥 10−3
6 𝑥 10−6 𝑚2
F 2-3 = 9 x 109 𝑁𝑚2
𝐶2
=
−24 𝑥 10−6 𝐶2
36 𝑥 10−12 𝑚2
= 9 𝑥 109 𝑁 𝑥
−24 𝑥 10−6
36 𝑥 10−12
F 2-3 =
−216 𝑥 109−6
36 𝑥 10−12
=
216 𝑥 10−3
36 𝑥 10−12
= −6 𝑥 103−(−12)
Resultado F 2-3 = 6 x 1015
N
Con base en el resultado obtenido indica si estos iones se atraen o repelen y explica por
qué.
Los iones se atraen porque tienen diferente signo o polaridad. En este caso ambos son
diferentes por lo cual se acercan.
Responde los siguientes cuestionamientos considerando las atracciones y repulsiones
que sufre el ion 3 así como los valores de dicha fuerza.
¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando se relaciona su fuerza con el ion 1, Izquierda o
derecha? Toma como referencia la figura donde se representan los iones y recuerda que
la carga de ambos es positiva
Los iones se repelen porque tienen un mismo signo o polaridad,
haciendo de ello que se alejen por tener el mismo signo, el ion 3 se va a
la derecha en relación al ion 1.
¿Hacia dónde se va el ion 3 cuando se relaciona su fuerza con el ion 2, izquierda o
derecha? Recuerda tomar como referencia la figura donde se representan los iones y no
olvides que la carga del ion 2 es negativa y la del 3 es positiva.
Los iones se atraen porque tienen signos diferentes, es decir sus cargas
son opuestas. En este caso el ion 2 es negativo y el ion 3 es positivo por
lo cual se acerca. El ion 3 se va a la izquierda en relación al ion 1.
Fuentes:
www.tecnozono.com/iones.htm
www.youtube.com/watch?v=qpQkmsXu1Eo
http://148.247.220.238/pluginfile.php/11936/mod_resource/con2tent//M12_U2.pdf