Ejercicios de atomos y estructura

En este post vamos a realizar unos ejercicios relacionados con los átomos y la ley de coulomb para poder reforzar los conocimientos sobre estos dos temas

Escrito por oscar 16 May 2020 2471 0

Circuitos

Acerca del proyecto
Conocimiento previo
Tener en cuenta
Ejercicios
Referencias

Acerca del proyecto

En este post vamos a realizar unos ejercicios relacionados con los átomos y la ley de coulomb para poder reforzar los conocimientos sobre estos dos temas.

Conocimiento previo

Para realizar este proyecto se requiere conocimiento previo de los siguientes temas, si aun no has trabajado con lo que se menciona en la siguiente tabla, allí están los links a los post para que puedas dar un repaso adicional o puedas recordar el conocimiento necesario para poder realizar este proyecto.

Proyecto	Descripción
Átomo	Damos la descripción del átomo sus características principales y sus partes para poder entender el conocimiento de este tema.
Ley de coulomb	En este post explicamos la ley de coulomb y la fórmula para poder realizar los ejercicios que vamos a ver a continuación.

Tener en cuenta

Antes de iniciar con los ejercicios debemos tener en cuneta lo siguiente: $k = 8.9874 x 10^{9} N \cdot m^{2} / C^{2}$ .

Ejercicios

A continuación vamos a resolver los siguiente ejercicios del libro de boylestad.[2]

Ejercicio 1

Calcular la fuerza de atracción entre un pronto y un electrón separados por una distancia igual al radio de la órbita mas pequeña seguida por un electrón ( $5 x 10^{- 11} m$ ) en un átomo de hidrógeno.

Solución

Para resolver este ejercicio primero debemos determinar la carga de un proton la cual es la siguiente: $1, 6 \times 10^{- 19} C$ .[1]

Ahora vamos a reemplazar los valores en la fórmula para poder calcular la fuerza, donde obtenemos lo siguiente:

F = \frac{k Q_{1} Q_{2}}{r^{2}} = \frac{(8.9874 x 10^{9}) (1.6 x 10^{- 19} c)^{2}}{(5 x 10^{- 11} m)^{2}}

Ahora calculamos el valor de los parentesis:

F = \frac{(8.9874 x 10^{9}) (2.56 x 10^{- 38})}{25 x 10^{- 22}} = \frac{2.3 x 10^{- 28}}{25 x 10^{- 22}}

Por último obtenemos el resultado:

F = \frac{2.3}{25} x 10^{- 6} = 0.092 μ N

Ejercicio 2

Calcular las fuerza de atracción en newton entre las cargas q1 = 2 C y q2 = 3 C con las siguiente distancias:

r = 1m
r = 5m
r = 10m

Solución

Vamos a remplazar los valores a la formula para determinar la fuerza a 1 metro de distancia.

F = \frac{k Q_{1} Q_{2}}{r^{2}} = \frac{(8.9874 x 10^{9}) (2 μ C) (3 μ C)}{(1 m)^{2}}

Reducimos las primeros cálculos matemáticos, donde nos queda de la siguiente forma

F = \frac{(8.9874 x 10^{9}) (6 x 10^{- 12})}{1}

Por último realizamos la ultima expresionismo matemática donde nos da el resultado:

F = \frac{53.92 x 10^{- 3}}{1} = 53.92 m N

Realizamos el mismo proceso con 5 metro de distancia:

F = \frac{k Q_{1} Q_{2}}{r^{2}} = \frac{(8.9874 x 10^{9}) (2 μ C) (3 μ C)}{(5 m)^{2}} = \frac{53.92 x 10^{- 3}}{25} = 2.15 m N

Realizamos el mismo proceso con 100 metro de distancia:

F = \frac{k Q_{1} Q_{2}}{r^{2}} = \frac{(8.9874 x 10^{9}) (2 μ C) (3 μ C)}{(10 m)^{2}} = \frac{53.92 x 10^{- 3}}{100} = 0.5392 x 10^{- 3} = 539.2 μ N

Referencias

[1] wikipedia protón https://es.wikipedia.org/wiki/Prot%C3%B3n, Consultado mayo 2020

[2] boylestad Introduccion al análisis de circuitos, Decíma edición, Consultado mayo 2020

Acerca del proyecto

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Ejercicios

Ejercicio 1

Solución

Ejercicio 2

Solución

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