FÍSICO-QUÍMICA 3A

 Hola chicos!

La clase pasada estuvimos aprendiendo conceptos como campo eléctrico, cargas y las fuerzas (de atracción y repulsión) que se generan entre ellas.

Ahora bien, vamos a hacer una comparación entre fuerzas y campos.

El modelo del campo se utiliza para explicar fenómenos de atracción entre cuerpos y de atracción o rechazo entre imanes y cargas eléctricas.

En su ley de gravitación universal, Isaac Newton propuso una fórmula que permite calcular el valor de la fuerza de atracción entre dos cuerpos. En dicha fórmula, se representa la masa de los cuerpos (que no cambia independientemente del lugar del universo en el que esté), y la distancia que separa el centro de los cuerpos.

F es la fuerza de atracción, G es la constante de gravitación universal, m y m' son las masas de los cuerpos y d es la distancia entre los centros de las masas de dichos cuerpos.

 

Charles-Augustin Coulomb, físico e ingeniero francés, dedicó parte de sus estudios a los imanes y las cargas eléctricas. De forma parecida a lo que había formulado Newton para la gravitación universal, Coulomb expresó en una ecuación el valor de la fuerza de interacción entre las carga eléctricas.

F es la fuerza de atracción o repulsión entre las cargas, k es la constante de Coulomb, q y q' son los valores de las cargas eléctricas y d es la distancia entre las cargas.

La expresión de Coulomb se puede aplicar para los imanes, pero no vamos a estudiarlo por ahora.

Fíjense que a medida que la distancia entre las cargas es mayor (están mas lejos), la fuerza es menor (ya que son inversamente proporcionales).

Antes de seguir tenemos que hablar de las unidades. Las unidades son una cantidad determinada de una magnitud definida y adoptada por una convención o ley. Por ejemplo la unidad de distancia es el metro, pero también se puede medir con sus múltiplos y submúltiplos, ya sea, por ejemplo, el kilómetro o los centímetros. 

Como ustedes saben, las unidades de fuerzas que nosotros trabajamos son kgf (kilogramo fuerza) N (newton) y d (dinas, que no lo vamos a usar en éstos ejercicios). Si miramos la fórmula hay mas elementos que intervienen. Las unidades de cargas (q) se miden en C (coulombs) y la distancia en metros.

En los ejercicios pueden ver letras griegas tales como 𝛍 (micro) o 𝛈 (nano). se usan para determinar un valor muy muy chiquito. Sus equivalencias son:

Para que las cuentas salgan hermosas, antes de resolver nada, van a chequear que las unidades estén en:

• F (fuerza) → N (newton)
• q (cargas) → C (coulomb)
• d (distancia) → m (metros)
• k (siempre es la misma y la unidad es esa que figura en el segundo recuadro verde) → N.m²/C² 

Si no están, van a tener que realizar las conversiones. 

Veamos algunos ejemplos de ejercicios:

Si queremos hallar el valor de la Fuerza (F):

Si queremos hallar el valor de alguna (q) de las dos cargas:

Si queremos encontrar la distancia (d) que separa las cargas:

Relacionar ciertas variables:

Para el Lunes 28/09 deben enviarme al mail la resolución del siguiente desafío.

Cualquier consulta no duden en escribirme!

Nos vemos mañana en el encuentro para festejar el día del estudiante.

¡Buena semana!

Prof. Agustina (agustina.innocenti@bue.edu.ar)