Para resolver el problema
se usará la Ley de Coulomb, la cual relaciona la fuerza entre dos cargas
conocidas separadas una determinada distancia.
La Ley de Coulomb es la
siguiente
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=F%20%3D%20%20%5Cfrac%7B1%7D%7B4%20%5Cpi%20E%20%7D%20%5Cfrac%7Bqq%27%7D%7Br%5E2%7D%20%20" />
Donde E dependerá del medio donde se encuentren las cargas
Como se observa en la
fórmula la distancia es inversamente proporcional a la fuerza, de modo que al reducir la distancia la fuerza
debería incrementar.
En el problema se indica que la distancia se reduce en un
cuarto, es decir r’ = r / 4.
Reemplazando el valor en la fórmula se obtiene lo
siguiente
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=F%20%3D%20%20%5Cfrac%7B1%7D%7B4%20%5Cpi%20E%7D%20%5Cfrac%7Bqq%27%7D%7Br%27%5E2%7D%20%20" /><img src="https://tex.z-dn.net/?f=F%20%3D%20%20%5Cfrac%7B1%7D%7B4%20%5Cpi%20E%7D%20%5Cfrac%7Bqq%27%7D%7B%28r%2F4%29%5E2%7D%20%20" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=F%20%3D%2016%20%5Cfrac%7B1%7D%7B4%20%5Cpi%20E%7D%20%5Cfrac%7Bqq%27%7D%7Br%5E2%7D%20%20" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=F%27%20%3D%2016F" />
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=F%27%20%3D%206400%20N" />
Por lo tanto al reducir la
distancia a un cuarto, la fuerza incrementó en el cuadrado del factor en el que
se redujo la distancia, en este caso incrementó 16 veces.