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Lección 22

Distancia entre cargas suspendidas por cuerdas (p1)

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En esta lección continuarás afianzando tus conocimientos al analizar un equilibrio estático con participación de una fuerza eléctrica. En la situación física que se estudia hay fuerzas de tensión en cuerdaspesos y fuerzas eléctricas. A diferencia del problema de la lección anterior, en la presente los ángulos en la vertical son iguales y además muy pequeños lo cual es clave para hacer aproximaciones que son necesarias para simplificar las expresiones matemáticas y hacer posible el despejar variables; en este caso la distancia entre las dos cargas involucradas.

Los diagramas de fuerzas y la existencia de ángulos con la vertical exigen la descomposición en los componentes x y. La lección se compone de dos videos tal como se explicará a continuación.

La meta de aprendizaje en esta lección se logra a través de la explicación de un ejercicio resuelto. El enunciado dice así:

Dos bolas de pequeño tamaño de masa m cuelgan de cuerdas de longitud L desde un mismo punto fijo. Una bola tiene una carga q y la otra tiene una carga nq. Considere tetay teta2 los ángulos que forman las cuerdas con la vertical y suponga que son muy pequeños e iguales. 

Demuestre que la distancia r entre las bolas es... (ver enunciado en el video).


En la primera parte de lección (p1) -el presente video- se demuestra la existencia de dos triángulos rectángulos congruentes, lo cual es importante para conocer todos los segmentos de recta del arreglo triangular formado por las cuerdas y la línea imaginaria que une las cargas. Luego se hace un análisis de fuerzas en la masa m1 y se demuestra que la componente y de la tensión en la cuerda y el peso de m1 tienen la misma magnitud, al igual que la magnitude de la fuerza eléctrica que ejerce q2 sobre  qy la componente x de la tensión en la cuerda. En este punto del ejercicio se da continuidad a la lección en el próximo video.
MATERIAL EXTRA:



Adjunto el enunciado del ejercicio en documento PDF. Sólo disponible para estudiantes suscritos.
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