Taller sobre Energía y potencial eléctrico

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FACULTAD DE INGENIERÍA – FÍSICA II

TALLER DE ENERGÍA Y POTENCIAL ELÉCTRICO

1. Con base en el ejemplo 25.1 del libro: ¿si un electrón se libera en reposo desde la placa B, con que energía cinética y con qué rapidez chocará sobre la placa A?

1. Responda la pregunta sorpresa número 25.2 del libro.

1. De acuerdo con el capítulo 25 del libro, explique las características del potencial eléctrico producido por un conductor cargado.

1. Responda la pregunta sorpresa número 25.3 del libro.

1. De acuerdo con el capítulo 25 del libro: ¿cómo funciona un Precipitador electrostático?

1. Resuelva el problema número 9 del libro.

1. Siendo  Q1 = Q2 = Q3=1nC.  a) Determinar el trabajo que debe realizar un agente externo para traer un protón desde un punto muy lejano hasta el punto (0,0,0)m.  b) Que trabajo se debe hacer para mover la carga Q1 desde su posición inicial hasta la posición (3,0).

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1. Un protón se lanza hacia arriba con una velocidad de 10 m/s en presencia de un campo eléctrico de 500 N/C dirigido hacia abajo. ¿Que distancia recorrerá la partícula antes de detenerse? No tenga en cuenta la energía potencial gravitacional.

1. ¿Cuál de las siguientes premisas es correcta? Explique:

a)  Si el campo eléctrico es cero en alguna región del espacio, el potencial eléctrico debe ser también nulo en dicha región.    

b)  Si el potencial eléctrico es cero en alguna región del espacio, el campo eléctrico debe ser cero también en dicha región del espacio.      

c)  Las líneas de campo eléctrico señalan hacia las regiones de potencial más alto.      

d) En electrostática, la superficie de un conductor no es una superficie equipotencial.

1. Una esfera metálica pequeña, con una carga q1=-2.8 µC, se mantiene fija por medio de un soporte aislante. Una segunda esfera metálica pequeña se proyecta hacia q1. La carga de esta esfera es q2=-7.8 µC y  su masa de 1.5 g. Cuando las dos esferas están a 0.8m de distancia, la rapidez de q2 es 22.0 m/s. Suponiendo que las dos esferas se pueden tratar como cargas puntuales y despreciando los efectos de la gravedad: a) ¿Cuál es la rapidez de q2 cuando las esferas están a 0.4 m una de la otra?  b) ¿Cuál es la distancia mínima a la cual se acerca la esfera de carga q2 a la de carga q1? Nota: por la forma de las cargas pueden suponerse como partículas puntuales ubicadas en el centro de las esferas.

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1. Explique ¿por qué?, en condiciones de equilibrio, todos los puntos de un conductor deben encontrarse al mismo potencial.
2. En una región del espacio el potencial está dado por la expresión . Encuentre la intensidad (magnitud) del campo eléctrico en la posición (3,4,2)m.[pic 4]

1. La siguiente gráfica muestra cuatro líneas equipotenciales en una región del espacio.

1. Encuentre la energía que tendría un electrón ubicado en la Posición (7,5)m.
2. ¿Cuál es el voltaje entre las posiciones (3,3)m y (10,3)m?
3. Encuentre el campo aproximado en la posición (11,3)m.
4. ¿Si se suelta una carga positiva en la posición (13,3)m hacia donde se moverá?  

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1. En un experimento de líneas de fuerza y líneas equipotenciales se usa una batería de 9.0 V. Los electrodos son líneas rectas y paralelas, según se muestra en la figura. La distancia d, entre los electrodos, es de 9.0 cm. La distancia entre los puntos A y B es       d = 3.0 cm. Encontrar: a) La intensidad del campo eléctrico entre las placas, b) La fuerza sobre una carga de 10 × 10-6 C debida al campo eléctrico, ubicada en el punto B y c) El trabajo necesario para llevar la carga desde B hasta A.

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1. ¿Qué ocurre con la energía potencial eléctrica de una carga positiva, después que la carga se libera del reposo en un campo eléctrico uniforme? Seleccione la opción correcta y justifique su respuesta.

a. Se mantendría constante debido a que el campo eléctrico es uniforme.

b. Se mantendría constante debido a que la carga permanece en reposo.

c. Podría incrementar debido a que la carga se mueve en la dirección del campo eléctrico.

d. Podría decrecer debido a que la carga se mueve en la dirección opuesta al campo eléctrico.

e. Podría decrecer debido a que la carga puede moverse en la dirección del campo eléctrico.

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