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Electrostatics: Coulomb's Law and Force Calculations, Cheat Sheet of Electrical and Electronics Engineering

A comprehensive guide to understanding and applying coulomb's law in electrostatics. It presents multiple examples of calculating the force between point charges in various configurations, including those on the x-axis and in two dimensions. The document also explores the concept of superposition and demonstrates how to determine the net force on a charge due to multiple other charges. It includes detailed explanations, step-by-step calculations, and diagrams to illustrate the principles involved. This resource is valuable for students studying electrostatics and related concepts in physics.

Typology: Cheat Sheet

2023/2024

Uploaded on 03/20/2025

cuenta-chat
cuenta-chat ๐Ÿ‡บ๐Ÿ‡ธ

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bg1
Ejemplo 1
3 cargas puntuales Q1= Q2 = 2ยตC Y Q3 = 4ยตC esta n colocadas como se muestra.
Encuentre la fuerza resultante en Q3.
๐น13 = ๐พ๐‘’ |๐‘„1| |๐‘„2|
0.5 ๐‘š2
๐น13 = (9 ร— 109) (2 ร— 10โˆ’6)(4ร—10โˆ’6)
(0.5)2
๐น13 = 0.29 ๐‘
๐น13 = ๐น23
(๐น13)๐‘ฅ = ๐น13 ๐‘๐‘œ๐‘ ๐œƒ
(๐น13)๐‘ฆ = โˆ’๐น13 ๐‘ ๐‘’๐‘›๐œƒ
๐‘๐‘œ๐‘ ๐œƒ = 0.4
0.5 = 0.8
๐‘ ๐‘’๐‘›๐œƒ = 0.3
0.5 = 0.6
๐น๐‘ฅ = (๐น13)๐‘ฅ + (๐น23)๐‘ฅ = ๐น13 ๐‘๐‘œ๐‘  ๐œƒ
๐น๐‘ฅ = 2 ๐น13 ๐‘๐‘œ๐‘  ๐œƒ = 2 (0.29) (0.8) = 0.46 ๐‘
๐น๐‘ฆ = (๐น13)๐‘ฆ + (๐น23)๐‘ฆ
๐น๐‘ฆ = โˆ’๐น13 ๐‘ ๐‘’๐‘›๐œƒ + ๐น23 ๐‘๐‘œ๐‘  ๐œƒ = 0
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa

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Download Electrostatics: Coulomb's Law and Force Calculations and more Cheat Sheet Electrical and Electronics Engineering in PDF only on Docsity!

Ejemplo 1

3 cargas puntuales Q1= Q2 = 2ฮผC Y Q3 = 4ฮผC estan colocadas como se muestra.

Encuentre la fuerza resultante en Q3.

13

1

2

2

13

9 ร— 10

9

2 ร— 10

โˆ’ 6

4 ร— 10

โˆ’ 6

2

13

13

23

13

๐‘ฅ

13

13

๐‘ฆ

13

๐‘ฅ

13

๐‘ฅ

23

๐‘ฅ

13

๐‘ฅ

13

๐‘ฆ

13

๐‘ฆ

23

๐‘ฆ

๐‘ฆ

13

23

Ejemplo 1 Metodo vectorial

1

2

3

Principio de superposicio n

๐‘„ 3

3

1

3

1

3

1

3

3

2

3

2

3

2

3

๐‘„ 3

3

[

1

3

1

3

1

3

2

3

2

3

2

3

]

๐‘„ 3

13

23

3

1

3

2

3

1

3

2

2

2

๐‘„ 3

= ( 9 ร— 10

9

๐‘ร—๐‘š

2

๐ถ

2

) ( 4 ร— 10

โˆ’ 6

๐ถ) [

( 2 ร— 10

โˆ’ 6

๐ถ)

(

  1. 4 ๐‘–ฬ‚ โˆ’ 0. 3 ๐‘—ฬ‚

) ๐‘š

( 0. 5 ๐‘š)

3

( 2 ร— 10

โˆ’ 6

๐ถ)

(

  1. 4 ๐‘–ฬ‚ + 0. 3 ๐‘—ฬ‚

) ๐‘š

( 0. 5 ๐‘š)

3

]

๐‘„ 3

= 0. 576 ๐‘ [ 0. 4 ๐‘–ฬ‚ โˆ’ 0. 3 ๐‘—ฬ‚ + 0. 4 ๐‘–ฬ‚ + 0. 3 ๐‘—ฬ‚ ]

๐‘„ 3

๐‘„ 3

b)

๐‘ž 0

0

1

2

2

2

๐‘ž 0

= ( 9 ร— 10

9

๐‘ร—๐‘š

2

๐ถ

2

20 ร— 10

โˆ’ 9

25 ๐ถ ๐‘–ฬ‚

๐‘ฅ

2

10 ๐ถ ๐‘–ฬ‚

( ๐‘ฅโˆ’ 2

)

2

) ร— 10

โˆ’ 9

๐‘ž 0

2

2

) ร— 10

โˆ’ 9

๐‘ž 0

2

2

) ร— 10

โˆ’ 6

๐‘ž 0

2

2

) ร— 10

โˆ’ 6

๐‘ž 0

2

2

) ร— 10

โˆ’ 6

2

2

2

2

2

2

2

๐‘ž 0

๐‘ž 0

2

2

๐‘ž 0

2

2

๐‘ž 0

3

3

๐‘ž 0

3

3

๐‘ž 0

3

๐‘ž 0

๐‘ž 0

๐‘ž 0

๐‘ž 0

Ley de Coulomb

27.- Tres cargas puntuales estan en el eje x; ๐‘ž 1

= โˆ’ 6 , 0 ๐œ‡๐ถ esta en x = - 3,0 m,

2

= 4 , 0 ๐œ‡๐ถ esta en el origen y ๐‘ž

3

= โˆ’ 6 , 0 ๐œ‡๐ถ esta en x = - 3,0 m. Hallar la fuerza

ejercida sobre ๐‘ž 1

1

2

3

๐‘ž 1

๐‘ž 1

1

2

21

21

2

3

31

31

2

21

31

๐‘ž 1

= ( 9 ร— 10

9

๐‘ ร— ๐‘š

2

2

6 ร— 10

โˆ’ 9

4 ร— 10

โˆ’ 6

2

6 ร— 10

โˆ’ 6

2

๐‘ž 1

= 54 ร— 10

โˆ’ 3

๐‘ž 1

= 15 ร— 10

โˆ’ 3

๐‘ž 1

= 1. 5 ร— 10

โˆ’ 2

29.- Dos cargas puntuales de - 2 y 4 ฮผC, respectivamente, estan separadas una distancia

Lโ€ฆ ยฟDonde se deberรญ a poner una tercera carga para que la fuerza electrica sobre ella

fuera nula?

๐‘ž 0

0

2

21

21

2

3

31

31

2

10

20

10

20

๐‘ž 0

0

2

2

(โˆ’๐‘–ฬ‚ )) ร— 10

โˆ’ 6

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

2

35.- Cinco cargas iguales Q estan igualmente espaciadas en un semicรญrculo de radio R

como indica la figura. Determinar la fuerza (en funcion de K, Q y R) que se ejerce sobre

una carga q localizada equidistante de las otras cargas en el centro del semicรญ rculo.

๐‘ž

๐‘ž

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

1

2

3

4

5

2

๐‘ž

๐‘–

5

๐‘– = 1

1

2

3

4

5

๐‘–

5

๐‘– = 1

๐‘ž

2

Ejercicio

๐‘ž

๐‘–

๐‘–

๐‘–

3

5

๐‘– = 1

1

2

3

4

5

1

๐‘–

1

๐‘ž

3

๐‘–

5

๐‘– = 1

๐‘ž

3

๐‘–

5

๐‘– = 1

๐‘ž

3

๐‘ž

3