Ejercicios Serway: Fuerza Eléctrica

P23.5) En un nubarrón es posible que haya una carga eléctrica de +40 C cerca de la parte superior y –40 C cerca de la parte inferior. Estas cargas están separadas por aproximadamente 2 km. ¿Cuál es la fuerza eléctrica entre ellas?

Solución: F = 3.6 x 10^6 N 

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Electrostática - Ley de Coulomb: Actividad 1


Ejemplo:

21.3) "Dos partículas cargadas están colocadas como se muestra en la figura 21.15; q1= 0.15 µC está ubicada en el origen y q2= 0.35 µC está sobre el eje x positivo en x2= 0.40 m. ¿Dónde debe colocarse una tercera partícula cargada, q3, para que sea un punto de equilibrio (donde la suma de las fuerzas es cero)?" (Bauer & Westfall, 2011)

Solución: 0.16 m


Referencias

  • Bauer & Westfall (2011). Capítulo 21. Física para ingeniería y ciencias con física moderna (1a ed., Vol 2). Mc Graw Hill.

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Funciones Racionales y Asíntotas


A) ¿Qué es una función racional?

Las funciones racionales son aquellas que nos indican una división de polinomios, por ello se expresan con fracciones, una fracción es una división; de esta forma, una función f con respecto a x, o en términos de x, se expresa como:


Así, uno de los principales puntos que debemos tener en cuenta es que el demoninador de la fracción, es decir, el divisor (que en este caso es x), NO debe ser Cero (0), ya que la divisón entre 0 es indefinida:


De manera general, las funciones racionales tienen la siguiente forma:


B) ¿Qué es una asíntota?


La asíntota de una función es aquella recta que se prolonga indefinidamente en un sistema de ejes y que no se encuentra con la curva de la ya mencionada función, es decir, la curva se va acercando progresivamente a la asíntota sin llegar a tocarla. Existen asíntotas verticales, horizontales y oblicuas.


C) Cómo encontrar la Asíntota Vertical (A.V.)

Para encontrar la Asíntota Vertical (A.V.) de una función racional debemos igualar a Cero (0) el denominador; veamos unos ejemplos:


D) Cómo encontrar la Asíntota Horizontal (A.H.)

Para encontrar la Asíntota Horizontal (A.H.) de una función racional debemos tener en cuenta que existen 2 casos:
NOTA: Cuando el grado del Numerador (N) es mayor que el grado del Denominador (D), tendremos una Asíntota Oblicua (A.O.), esto lo estudiaremos más adelante.

También debemos tener en cuenta que nuestra función racional puede tener traslaciones, expresadas como se ve a continuación:


Donde k es una constante (notar que k está fuera de la fracción), la cual sumaremos o restaremos al resultado obtenido del Caso 1 o Caso 2, así obtenemos la A.H. total; comprenderemos mejor esto con unos ejemplos:

Caso 1 -  Sin traslación


Caso 1 - Con traslación


Caso 2 - Sin traslación

 
Caso 2 - Con traslación

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Electrostática

¿Qué es la Electrostática?

La Electrostática (Electricidad Estática) es la rama de la Electricidad que estudia el comportamiento y las interacciones de las cargas eléctricas en reposo; de esta forma, nos referimos a los casos en los que existe un equilibrio.

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Electromagnetismo

El Electromagnetismo es la rama de Física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría; estos se encuentran estrechamente relacionados en la práctica y la naturaleza, ya que con electricidad, es posible producir magnetismo y con magnetismo, es posible producir electricidad.

Las fuerzas eléctricas y magnéticas actúan en las auroras boreales, ya que estas son resultado de corrientes eléctricas solares y son guiadas por el campo magnético de nuestro planeta. Otro ejemplo donde actúa el electromagnetismo es en el uso de electroimanes, donde una corriente eléctrica magnetiza el hierro solamente cuando el artefacto recibe corriente.



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Electricidad

¿Qué es la electricidad?

Concepto: La electricidad es el conjunto de fenómenos físicos originados por las interacciones entre cargas positivas y negativas de la materia. 
¿De dónde viene la palabra electricidad? Del vocablo griego elektron, el cual significa ámbar, aquella resina fosilizada de los árboles prehistóricos; recordemos el mosquito de Jurassic Park.

¿Y qué tiene que ver el ámbar con la electricidad? Aproximadamente por el 600 a.C. uno de los Siete Sabios de Grecia, el matemático Tales de Mileto, se dio cuenta que al frotar ámbar con piel de gato, la resina empezaba a atraer pequeños objetos como polvo o cabello (fenómeno eléctrico que estudiaremos más adelante). Así, para el siglo XVIII, el físico francés Charles François du Fay postula dos tipos de electricidad en base al ya mencionado experimento: vítrea y resinosa. La electricidad resinosa, con carga negativa (-) por lo general, debido al frotamiento de resinas, como el ámbar, con ciertos objetos; mientras que la vítrea, con carga positiva (+) por lo general, usando vidrio.

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