05 Fuerza central

Vamos a crear con Working Model 2D la simulación de un cuerpo con carga negativa que gira alrededor de otro con carga positiva debido a la fuerza de atracción de Coulomb. Podremos seleccionar la velocidad inicial del cuerpo negativo de forma que tendremos o un Movimiento Circular Uniforme o un movimiento elíptico. Abre el programa y sigue los siguientes pasos:

1. Selecciona en el menú superior del programa: "Vista / Espacio de trabajo". Allí debes marcar las opciones que ves en la imagen

2. Hacemos que en la simulación sólo actúen las fuerzas electrostáticas. Vamos a "Mundo / Electrostática" y las activamos.

Ahora eliminamos la fuerza de gravedad, vamos a "Mundo / Gravedad" y la anulamos

3. Creamos un cuerpo circular que colocamos en el origen de coordenadas y lo anclamos

4. Ocultamos el ancla. Con ella seleccionada vamos a "Ventana / Apariencia" y seleccionamos

5. Cambiamos la apariencia del cuerpo. Con él seleccionado, vamos a "Ventana / Apariencia" y marcamos:

6. Creamos otro cuerpo circular y lo colocamos en la posición (4, 0). Haciendo doble clic sobre él editamos sus propiedades y le ponemos signo negativo al valor de su carga (- 1.000e-004).

7. Cambiamos la apariencia del segundo cuerpo. Con él seleccionado, vamos a "Ventana / Apariencia" y marcamos:

8. Sólo nos queda dar velocidad inicial al circulo 2 (carga negativa), lo haremos agregando un control. Con el cuerpo seleccionado, vamos a "Definir / Control nuevo / Velocidad inicial de Y". Hacemos doble clic sobre el control y modificaremos sus propiedades, podremos 10 como valor mínimo y 20 como valor máximo de la velocidad inicial en el eje Y.

9. Si queremos ver la trayectoria del cuerpo 2 lo seleccionamos y vamos a "Ventana / Apariencia" y marcamos las opciones:

10. Si queremos ver los vectores fuerza electrostática y velocidad del cuerpo 2, lo seleccionamos y vamos a "Definir / Vectores / Fuerza electrostática" y "Definir / Vectores / Velocidad"

11. Conseguiremos un MCU con una velocidad inicial del cuerpo 2 de 13.50 m/s

Puedes descargarte esta simulación en el archivo adjunto fuerza-central.wm2d