FísicaFácil2 pts
Campo y potencial eléctrico
Extremadura · 2019 · Julio · Opción B
Enunciado
1 kg de hidrógeno está compuesto por átomos. Si a todos los átomos de 1 kg de hidrógeno les separásemos los electrones de los núcleos y reuniéramos los núcleos en un punto y los electrones en otro situado a 1 km de distancia, ¿cuál sería la fuerza con que se atraerían ambas cargas teniendo en cuenta que el núcleo de hidrógeno contiene un protón?
Datos: ; carga del protón y del electrón .
Datos: ; carga del protón y del electrón .
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Resultado
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1
Estrategia
Cada átomo de hidrógeno tiene un protón y un electrón, así que la carga total de los núcleos es y la de los electrones, . Tratamos cada grupo como una carga puntual y aplicamos la ley de Coulomb con la distancia en metros.
2
Desarrollo
Carga total de los núcleos (un protón por átomo):Los electrones reunidos tienen la misma carga, pero negativa: .
La distancia entre las dos cargas, en el SI, es . Por la ley de Coulomb, el módulo de la fuerza con que se atraen es:La fuerza es atractiva (cargas de signo opuesto) y está dirigida a lo largo de la recta que une los dos puntos.
Para hacerse una idea: es del orden del peso de una masa de en la superficie terrestre. Por eso la materia es prácticamente neutra: separar las cargas de un solo kilo de hidrógeno costaría fuerzas descomunales.
La distancia entre las dos cargas, en el SI, es . Por la ley de Coulomb, el módulo de la fuerza con que se atraen es:La fuerza es atractiva (cargas de signo opuesto) y está dirigida a lo largo de la recta que une los dos puntos.
Para hacerse una idea: es del orden del peso de una masa de en la superficie terrestre. Por eso la materia es prácticamente neutra: separar las cargas de un solo kilo de hidrógeno costaría fuerzas descomunales.
3
Consejo
No olvides pasar la distancia a metros: con (en km) la fuerza saldría un millón de veces mayor.
Las dos cargas valen lo mismo en valor absoluto porque cada átomo aporta un protón y un electrón: el producto de cargas es .
Paso 1 de 3
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