Ejercicios resueltos de campos electromagnéticos

www.fisicaeingenieria.es
Problema 1.- Calcular la fuerza de atracción entre un ión cloruro y un ión sodio a una
distancia de 2·10 -8 cm el un del otro, si se encuentran
a) En el vacío b) En la auga (εr = 81)
La representación del problema que tenemos es la siguiente:
Como es un problema bidimensional, podemos prescindir del carácter vectorial de la fuerza,
ya que, esta, está situada sobre a linea que une las dos cargas, sendo su valor:
Sustituyendo los valores que nos da el problema obtenemos el siguiente valor para la fuerza:
Donde tuvimos en cuenta que la carga de cada uno de estos iones es la carga del
electrón, ya que, son iones con una sola carga y la distancia a la que se encuentran las
cargas la tenemos que expresar en metros.
Como las cargas son de signo contrario, tendremos que la fuerza que aparece sobre ellas es
de
atracción, por lo que la representación de la fuerza que sufren las cargas será:
A fuerza que sufre el ion cloro es la misma que sufre el ión sodio, pero de signo
contrario.
La segunda parte del problema consiste en hallar la misma fuerza, pero en el caso de que
las dos cargas se encuentren inmersas en auga, en este caso, tendremos en cuenta que la
fuerza que sufren dichas cargas es la misma que en el vacío partido por la permitividad
relativa del medio en el que se encuentren las cargas, es decir:
Con que quedaría el problema totalmente resuelto, en este último caso, la fuerza
también sería de atracción, ya que el carácter atractivo o repulsivo de la fuerza no depende
del medio en el que estén inmersas las cargas, si no que solo depende del signo positivo o
negativo de las mismas.