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Aplicaciones de la ley de coulomb en la ingenieria

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Aplicaciones de la ley de coulomb en la ingenieria

Aplicación de la ley de coulomb en física

Las fuerzas de repulsión debidas a las fuertes cargas positivas de los núcleos de los iones y las fuerzas nucleares son mucho más fuertes que las fuerzas eléctricas, pero sólo en escalas muy pequeñas.La profundidad del mínimo en la curva de energía potencial anterior representa la fuerza del enlace, y la distancia en el mínimo de energía es la longitud del enlace. Utilizando la ley de Coulomb y la longitud del enlace, se puede predecir la fuerza de un enlace iónico. Basándonos en la ley de Coulombs, observamos que los compuestos iónicos formados por iones con cargas más grandes crean enlaces más fuertes y los compuestos iónicos con longitudes de enlace más cortas forman enlaces más fuertes.He aquí un problema de ejemplo trabajado:1. Encuentre la energía de interacción entre el par de iones en el NaCl utilizando la ley de Coulombs dado que la distancia entre los dos iones es de 0,25 nm.Paso uno: Escribe la Ley de CoulombsE = k(Q1Q2)/r

* E es la energía de interacción entre un par de iones y tiene unidades de julios* k es una constante que equivale a 2,31 x 10-19J nm* Q1 y Q2 son las cargas numéricas de los iones* r es la distancia entre los centros de los iones en nanómetros: Introduzca el radio dado y las cargas correspondientes para resolver EE = 2,31 x 10-19J nm(+1)(-1)/0,25nmE = -9,24 x 10-19 julios2. En el experimento de intercambio iónico, queremos saber, ¿cuál tiene la fuerza más fuerte con el ion en las resinas entre Ca2+ y Zn2+?Datos dados: q para los protones (+1) = 1,6 x 10-19q para los electrones (-1) = – 1,6 x 10-19Radio iónico para Ca = 0,99Radio iónico para Zn = 0,74 Respuesta:Primer paso: Escribe la ley de CoulombsN.m2 / C2

Ley de coulomb pdf

Consideremos dos partículas con carga en el espacio libre, identificadas como «partícula 1» y «partícula 2» en la figura \(\PageIndex{1}\). Sean las cargas soportadas por estas partículas \(q_1\) y \(q_2\), y sea \(R\) la distancia entre ellas. Si las partículas tienen cargas del mismo signo (es decir, si \(q_1q_2\) es positiva), las partículas se repelen; en caso contrario, se atraen. Esta repulsión o atracción puede cuantificarse como una fuerza experimentada por cada partícula. Las observaciones físicas revelan que la magnitud de la fuerza es proporcional a \(q_1q_2\), e inversamente proporcional a \(R^2\). Para la partícula 2 encontramos

donde \(\hat{\bf R}\) es el vector unitario que apunta desde la partícula 1 a la partícula 2, y \(F_0\) es una constante. El valor de \(F_0\) debe tener unidades de permitividad inversa; es decir, (F/m)\(^{-1}\). Esto se ve más fácilmente por el análisis dimensional de la relación anterior, incluyendo el factor sospechoso:

donde hemos utilizado los hechos de que 1 F \(=\) 1 C/V, 1 V \(=\) 1 J/C, y 1 N \(=\) 1 J/m. Este hallazgo sugiere que \(F_0\propto\\\\silon^{-1}\), donde \(\epsilon\) es la permitividad del medio en el que existen las partículas. Las observaciones confirman que la fuerza es de hecho inversamente proporcional a la permitividad, con un factor adicional de \(1/4\pi\) (sin unidades). Uniendo todo esto obtenemos lo que comúnmente se conoce como Ley de Coulomb \[\boxed{ {\bf F} = \hat{\bf R}\frac{q_1 q_2}{4\pi\epsilon R^2}]

Wikipedia

Apoyo al profesorEsta sección presenta la ley de Coulomb y señala sus similitudes y diferencias con respecto a la ley de gravitación universal de Newton. Las similitudes incluyen la naturaleza inversa al cuadrado de las dos leyes y los papeles análogos de la masa y la carga. Las diferencias incluyen la restricción de la masa positiva frente a la carga positiva o negativa.

Más de 100 años antes de que Thomson y Rutherford descubrieran las partículas fundamentales que llevan cargas eléctricas positivas y negativas, el científico francés Charles-Augustin de Coulomb describió matemáticamente la fuerza entre objetos cargados. Para ello, era necesario medir cuidadosamente las fuerzas entre las esferas cargadas, para lo cual construyó un ingenioso dispositivo llamado balanza de torsión.

Este dispositivo, que se muestra en la figura 18.15, contiene una varilla aislante que cuelga de un hilo dentro de un recinto con paredes de cristal. En un extremo de la varilla está la esfera metálica A. Cuando no hay carga en esta esfera, toca la esfera B. Coulomb tocaría las esferas con una tercera bola metálica (mostrada en la parte inferior del diagrama) que estuviera cargada. Una cantidad desconocida de carga se distribuiría uniformemente entre las esferas A y B, que se repelerían entre sí, porque las cargas similares se repelen. Esta fuerza haría que la esfera A girara alejándose de la esfera B, con lo que el cable se retorcería hasta que la torsión del cable equilibrara la fuerza eléctrica. Coulomb giró entonces el pomo de la parte superior, lo que le permitió girar el hilo, acercando así la esfera A a la esfera B. Comprobó que para acercar la esfera A dos veces más a la esfera B era necesario multiplicar la torsión por cuatro. Acercar la esfera tres veces requería multiplicar por nueve la torsión. A partir de este tipo de mediciones, dedujo que la fuerza eléctrica entre las esferas era inversamente proporcional a la distancia al cuadrado entre ellas. En otras palabras,

Aplicación de la ley de coulombs en la vida cotidiana

La magnitud de la fuerza electrostática F entre dos cargas puntuales q1 y q2 es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Las cargas iguales se repelen y las opuestas se atraen mutuamente.

La ley de Coulomb, o ley del cuadrado inverso de Coulomb, es una ley experimental[1] de la física que cuantifica la cantidad de fuerza entre dos partículas estacionarias cargadas eléctricamente. La fuerza eléctrica entre cuerpos cargados en reposo se denomina convencionalmente fuerza electrostática o fuerza de Coulomb[2] Aunque la ley se conocía con anterioridad, fue publicada por primera vez en 1785 por el físico francés Charles-Augustin de Coulomb, de ahí su nombre. La ley de Coulomb fue esencial para el desarrollo de la teoría del electromagnetismo, tal vez incluso su punto de partida,[1] ya que permitió discutir la cantidad de carga eléctrica de forma significativa[3].

La ley establece que la magnitud de la fuerza electrostática de atracción o repulsión entre dos cargas puntuales es directamente proporcional al producto de las magnitudes de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas,[4]