Física eléctrica ejercicios

Nombre del estudiante: Roymer Andrés Rojas Ebratt.              grupo de la clase de física electica: D3.

Nombre del profesor: Luis Mealla.                                                 Materia: Física eléctrica.

5.Según investigaciones teóricas y experimentales recientes, las partículas subnucleares están formadas por quarks y antiquarks . Por ejemplo, un pión positivo está formado por un quark u y un antiquark d.    La carga eléctica del quark u es y la del antiquark . Se debe considerar que los quarks son partículas clásicas, y calcularse la fuerza eléctrica de repulsión entre los quarks del pión, cuando la distancia entre ellos es 1,0 x 1[pic 1][pic 2][pic 3]

F eléctrica = K   [pic 5][pic 4]

(8.99 1) [pic 9][pic 6][pic 7][pic 8]

(8.99 1)  [pic 13][pic 10][pic 11][pic 12]

(8.99 1)  [pic 17][pic 14][pic 15][pic 16]

(8.99 1) ([pic 22][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

51,14311111N.

R/= La magnitud de la fuerza eléctrica entre estos dos quarks está dada por la ley de Coulomb. Como las dos partículas tienen el mismo signo, se repelen entre sí con una fuerza de 51,14311111N.

11.Según las especulaciones teóricas recientes, podría existir una partícula elemental de masa                1,0 x 1kg. Si esa partícula porta una carga e, ¿cuál es la fuerza gravitacional y cuál es la fuerza eléctrica sobre una partícula idéntica colocada a 1,0 x  1m de distancia?[pic 23][pic 24]

F gravitacional  =G   [pic 26][pic 25]

(6,671) [pic 30][pic 27][pic 28][pic 29]

(6.67 1) [pic 34][pic 31][pic 32][pic 33]

(6.67 1) [pic 38][pic 35][pic 36][pic 37]

6,671[pic 39][pic 40]

F eléctrica = K   [pic 42][pic 41]

(8.99 1) [pic 46][pic 43][pic 44][pic 45]

(8.99 1)  [pic 50][pic 47][pic 48][pic 49]

(8.99 1) [pic 54][pic 51][pic 52][pic 53]

2,301441N[pic 55][pic 56]

Aunque las fuerzas gravitacionales y eléctricas tienen fórmulas similares, las magnitudes de estas fuerzas son muy diferentes. La fuerza eléctrica (2,301441N) es una fuerza mucho más fuerte que la de la gravedad (6,671).[pic 57][pic 58][pic 59][pic 60]

24.Deimos es una pequeña luna de marte, con 2,01Supóngase que un electrón está a 100 km de Deimos. ¿Cuál es la atracción gravitacional sobre el electrón? ¿Qué carga eléctrica negativa habría que colocar en Deimos para equilibrar esta atracción gravitacional? ¿A cuántas cargas electrónicas equivalente? Considérese en los cálculos que las masas son de puntos materiales, y las cargas son puntuales.[pic 61]

F gravitacional  =G   [pic 63][pic 62]

(6,671) [pic 67][pic 64][pic 65][pic 66]

(6,671) [pic 71][pic 68][pic 69][pic 70]

(6,671) [pic 75][pic 72][pic 73][pic 74]

(6,671) [pic 79][pic 76][pic 77][pic 78]

1,21394[pic 80]

Para que la fuerza eléctrica tenga igual magnitud, pero opuesta a la fuerza gravitacional, Fe=Fg

F eléctrica = F gravitacional    [pic 81]

                                                         K =  G   [pic 82][pic 83]

kQe= GMm

Q =  = [pic 84][pic 85]

[pic 86]

[pic 87]

[pic 88]

[pic 89]

[pic 90]

-8,448790323[pic 91]

El número de electrones en esta cantidad de carga es 5,380493952[pic 92]

N=[pic 93]

29.Aunque los mejores datos experimentales de que se dispone concuerdan con la ley de coulomb, también coinciden con una ley de coulomb modificada, de forma

[pic 94]

En la que  es una constante con dimensiones longitud, y con valor numérico que se sabe no es menor que 1, y probablemente sea mucho mayor. Aquí, e es la base de los logaritmos naturales. Suponiendo que , ¿ Cuál es la desviación fraccionaria entre la ley de coulomb y la ley modificada de coulomb, para r= 1,0 m? ¿y para r= .[pic 95][pic 96][pic 97][pic 98]

[pic 99]

La desviación fraccionaria en r = 1.0 m es

[pic 100]

La desviación fraccionaria en r = 1.0  es[pic 101]

[pic 102]

34.La distribución de las cargas eléctricas en una nube de tormenta puede aproximarse mediante varias cargas puntuales colocadas a alturas diferentes. Supóngase que hay una nube de tormenta con cargas eléctricas de +10 C, -40 C y +40 C a alturas de 2,0 km, 5,0 km y 10 km, respectivamente. Considérese que esas cargas son puntuales, y calcúlese la fuerza eléctrica neta que ejercen las dos cargas de sobre la cargas + 10 c.[pic 103]

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