¿Cómo puede la fuerza eléctrica llegar a ser tan grande (infinito)?

A menudo se piensa que la fuerza entre dos cargas está dada por F = q q 4 π ε 0 1 r 2 , porque las observaciones conducen a esto. Por otro lado, apenas he oído hablar de cómo es consistente con la realidad. De hecho, nunca escuché a un profesor decir que no es válido para distancias pequeñas (la fuerza subiría hasta el infinito). Aquí en las pilas que he leído, la mecánica cuántica tomará la delantera entonces. Pero incluso para distancias normales (a menudo establecidas por 1 metro ) las fuerzas parecen ser enormes ( 10 6 t o norte s ) . Me pregunto cómo se pueden mover uniformemente 2 cargas pequeñas una cerca de la otra sin que le arranquen un brazo. ¿Cómo se compensan estas fuerzas?

te estas conectando 1 C por el cargo? Ese es un número poco realista.
La situación extrema en la naturaleza sería dos (o más) protones reunidos dentro de un núcleo.
Esto es 'pensado muy a menudo' desde 1785.

Respuestas (1)

El orden típico de magnitud de una carga eléctrica es 10 6 C o incluso 10 9 C en la vida cotidiana. Por esta razón, a menudo vemos que la unidad predeterminada para las cargas eléctricas en Lab es un Nano Coulomb (nC). En tu ejemplo, 10 6 toneladas equivalen a 10 9 kg (o 10 10 N en la Tierra), y esto significa que ha establecido las cargas eléctricas como q = q = 1 C. Asumiste que 1 Coulomb es una pequeña carga, que de hecho no es el caso; ¡Es un cargo muy grande!

Pero, en la naturaleza, puedes observar algunos fenómenos en los que se transfiere una enorme cantidad de carga eléctrica. Por ejemplo, un rayo transporta una corriente eléctrica de 30 kA ( 10 3 Amperio) y transferencias 15 C de carga eléctrica y 10 9 J de energía (ver WikiPedia para este ejemplo). Y, la descarga eléctrica en este fenómeno libera una gran cantidad de energía.

Pero, el problema es cómo poner esta enorme cantidad de carga eléctrica en un lugar a una distancia de un metro de la misma cantidad de carga. Se necesita mucho trabajo/fuerza para proporcionar los requisitos de esta prueba.

Además, según la relación de cuantización de la carga eléctrica ( q = ± norte mi ), la cantidad total de electrones/protones que necesita tener 1 C es igual a

norte = Δ q | mi | 6 × 10 18 ,

y, por supuesto, cobrar esta cantidad no es fácil (donde | mi | es la carga elemental del electrón ).