Datos :
q1 = q2 = q3 = q4 = 12 μC = 12 x 10⁻⁶ C
d = 1, 5 cm = 0, 015 m
Ke : Constante de Coulomb (≈ 9 x 10⁹ Nm² / C²)
Todas las cargas son positivas por lo que la fuerza
resultante entre cualquiera de ellas es de Repulsión.
La fórmula para calcular la Fuerza entre cargas eléctricas es :
F = Ke qa x qb / d²
Entre la carga q2 y q4 se crea una Fuerza (F24) :
F24 = Ke q2
x q4 / d²
F24 = 9 x
10⁹Nm² / C²(12 x 10⁻⁶C)² / (0, 015
m)² = 86, 4 N
F24 = 86, 4
N
Entre la carga q3 y q4 se crea una Fuerza (F34) :
F34 = Ke q3
x q4 / d²
F34 = 9 x 10⁹Nm² / C²(12 x 10⁻⁶C)² / (0, 015 m)² = 86, 4 N
F34 = 86, 4
N
Para hallar la fuerza resultante (Fr) entre ambas F24 y F34
se aplica el Teorema de Pitágoras.
Fr = √(F24)² + (F34)²
Fr = √(86, 4)² + (86, 4)² = √7.
464, 96 + 7.
464, 96 = √14.
929, 92 = 122, 18
N
Fr = 122, 18 N (Magnitud de la Fuerza)
La dirección o ángulo (β) se obtiene mediante las funciones trigonométricas
y los catetos tienen la misma magnitud de 86, 4 N, por lo que al dividirlos el
resultado es la unidad (1).
Tg β = 1
β =
Arctg 1 = 45°
β = 45°.