Physics, 20.11.2020 01:20 hannah5143

El sistema de la figura está formado por una línea semi-infinita, una línea de longitud finita de longitud “a” (ambas uniformes, colineales, horizontales y de densidad λ); un disco uniforme horizontal de densidad σ y una pequeña carga Q (todos situados a una distancia a del punto P). Cuánta carga, qo, debe tener una pequeña esfera de masa = 0,25 g colocada en el punto P, para se acelere con una magnitud de 6,25x108 m/s2. Considere a=2 cm, Q = 8ηC, λ = 0,5μC/m y σ = 8,5 μC/m2.

El sistema de la figura está formado por una línea semi-infinita, una línea de longitud finita de l

Answers: 2

Show answers

Answers

Answer from: taylor493

$E_{r}=1,19*10^{5}$ $\alpha =19,2$ ° q=1,31C

Explanation:

Se descomponen los diferentes campos eléctricos sobre el punto P, en cuatro casos, cada uno correspondiente a un eje de coordenadas x(i) o y(j).

Campo eléctrico producido por una carga Q distribuida superficialmente “σ” en disco de radio R, sobre un punto “P” que está a una distancia “y” sobre su eje de simetría axial:

$E_{1} =k*2*\pi *\sigma *(1- \frac{y}{\sqrt{y^{2} +r^{2}}})$ Donde "k" es la constante de la ley de Coulomb, sigma (δ) es la densidad superficial, y es la distancia en el eje "y" en el que se encuentra el disco de P, y "r" es el radio del disco. También sabemos que el campo resultante tiene como dirección el eje negativo en y, que es (-j). Sustituyendo queda:

$E_{1} =(9*10^{9})*2*\pi *(8,5*10^{-6}) *(1- \frac{(2*10^{-2})}{\sqrt{(2*10^{-2})^{2} +(2*10^{-2} )^{2}}}) (-j)$

Entonces:

$E_{1} =1,41*10^{5} (-j) N/C$

Campo eléctrico producido por una carga Q distribuida linealmente “λ” a lo largo de una barra de longitud “L”, sobre un punto “P” que está a una distancia “d” sobre su eje de simetría longitudinal:

$E_{2}=\frac{k*\lambda*L}{d(L+d)}$ Donde "k" es la constante de la ley de Coulomb, "lambda" (λ) es la densidad lineal, "L" es la longitud de la línea, y "d" es la distancia entre el punto P y la línea. Sabemos también que el campo eléctrico resultante tiene como dirección el eje negativo en x, que es (-i).

Sustituyendo tenemos:

$E_{2}=\frac{(9*10^{9})*(0.5*10^{-6} )*(2*10^{-2})}{(2*10^{-2})((2*10^{-2})+(2*10^{-2}))} (-i)$

Entonces:

$E_{2}=1,13*10^{5}(-i) N/C$

Campo eléctrico resultante de una carga en un punto específico:

$E_{3}=\frac{k*|Q|}{r^{2} }$ Donde "k" es la constante de la ley de Coulomb, "Q" es el valor absoluto de la carga, y "r" es la distancia entre la carga y el punto P. Sabemos también que el campo eléctrico resultante tiene como dirección el eje positivo en y, que es (j).

Sustituyendo tenemos:

$E_{3}=\frac{(9*10^{9} )*(8*10^{-9} )}{(2*10^{-2})^{2} }(j)$

Entonces:

$E_{3}=1,8*10^{5}(j)N/C$

$E_{4}=\frac{k*\lambda}{d}$ Donde "k" es la constante de la ley de Coulomb, "lambda" es la densidad linear y "d" es la distancia entre la línea y el punto P. Sabemos también que el campo eléctrico resultante tiene como dirección el eje positivo en y, que es (i).

Sustituyendo tenemos:

$E_{4}=2,25*10^{5} (i)N/C$

Calcular el campo eléctrico resultante en cada eje:

Una vez que calculamos cada campo eléctrico resultante, debemos hacer las sumas algebraicas, recordando que cuando una fuerza va hacia arriba o hacia la derecha es positiva, y si va hacia abajo o hacia la izquierda es negativa.

$E_{x} = E_{4} -E_{2}$

$E_{x} = (2,25*10^{5})-(1,13*10^{5})$

$E_{x} = 1,12*10^{5} (i)N/C$

$E_{y} = E_{3} -E_{1}$

$E_{y} = (1,8*10^{5})-(1,41*10^{5})$

$E_{y} =3,9*10^{4} (j)N/C$

Calcular el campo eléctrico resultante:

Una vez que tenemos el campo eléctrico resultante en cada eje, podemos calcular el campo eléctrico resultante entre ellos, utilizando la tangente para calcular el ángulo resultante.

$Tng\alpha =\frac{E_{y}}{E_{x}}$

$Tng\alpha =\frac{(3,9*10^{4})}{(1,12*10^{5})}$

$Tng\alpha =0,35$

$\alpha =arctng(0,35)$

$\alpha =19,2$ °

$Sen\alpha =\frac{E_{y} }{E_{r}}$

$E_{r}=\frac{E_{y}}{Sen\alpha }$

$E_{r}=\frac{(3,9*10^{4})}{Sen(19,2)}$

$E_{r}=1,19*10^{5} N/C$

Calcular el valor de q:

Despejamos el valor de q a partir de la fórmula de aceleración que es:

$a=\frac{q*E}{m}$ sabiendo que "a" es la aceleración, "q" es el valor de la carga, "E" es el valor del campo eléctrico y "m" es el valor de la masa de la carga.

Despejando queda:

$q=\frac{a*m}{E}$

Sustituyendo queda:

$q=\frac{(6,25*10^{8})*(2,5*10^{-4})}{(1,19*10^{5})}$

Entonces, finalmente:

q=1,31 C

Answer from: Quest

would be false hope this out

Answer from: Quest

Did you ever figue this

Another question on Physics

Physics, 21.06.2019 16:30

How do hydroponic plants differ from nonhydroponic plants? a.) hydroponic plants can grow in a dryer soil. nonhydroponic plants grow in moist soil. b.) hydroponic plants grow on other plants and are known as air plants. nonhydroponic plants do not grow on other plants. c.) hydroponic plants can only grow in rain forests. nonhydroponic plants cannot grow in rain forests. d.) hydroponic plants are grown without soil. nonhydroponic plants are grown in soil.

Answers: 2

Answer

Physics, 22.06.2019 08:30

What is the primary force that suspension bridges use cables to hold their spans up? a. tension force b. resistance force c. normal force d. elastic force e. applied force

Answers: 3

Answer

Physics, 22.06.2019 09:30

Asap i'm in class rn a 1,000-kg car is traveling 20 m/s on a flat stretch of road. it gets to a hill and coasts uphill until it stops. how high up the hill does the car travel? givens: equation: 1/2mv2initial=mghfinal solve for h. plug & chug, label.

Answers: 2

Answer

Physics, 22.06.2019 13:00

Ways that industry and agriculture use physical properties to separate substances

Answers: 1

Answer

You know the right answer?

El sistema de la figura está formado por una línea semi-infinita, una línea de longitud finita de lo...

Questions