Guia Con Respuestas De Electricidad

LEY DE COULOMB.

1) Dos cargas puntuales de 5 x 10-6 C están separadas 0,01 m. ¿Que fuerza se ejerce sobre cada una de ellas?. Rp: 2.250 N ,en la línea que une las cargas .

2) Considere dos cargas puntuales de magnitudes q1 y q2, ( q1 > q 2) separadas una distancia d. ¿En qué región debiera encontrarse una tercera carga de prueba Q (aparte de ∞), para que la fuerza neta sobre ella se anule, si las cargas anteriores son: (a) de igual signo. (b) de distinto signo?.

3) Una carga de 1 C y otra de –2,5 C están separadas 0,1 m. Hallar los lugares en que puede colocarse una tercera carga para que la fuerza resultante sobre ella sea nula. Rp : Sólo existe un punto , situado en la línea que une las cargas hacia el exterior del trazo que las une , a 0,172 m de la carga de 1  C .

4) Tres cargas puntuales iguales de 12 x 10 - 6 C están colocadas en los vértices de un triángulo equilátero de 10 cm. De lado. Calcular la fuerza que actúa sobre cada carga. Rp : F = 224,7 N . En la dirección de la bisectriz de cada ángulo y hacia el exterior del triángulo.

5) Dos esferas idénticas de corcho de masa m y carga q están suspendidas del mismo punto por medio de dos cuerdas de longitud “l”. Encontrar el ángulo “” que las cuerdas forman con la vertical, una vez logrado el equilibrio.

Considerar ángulo pequeño.

Rp :

6) Un anillo circular delgado de 3 cm. De radio tiene distribuida uniformemente sobre él una carga total de 10-2 C (a) ¿Cuál es la fuerza sobre una carga de 10-3 C situada en su centro? (b) ¿Cuál sería la fuerza sobre esta carga si estuviera colocada sobre el eje del anillo, pero a una distancia de 4 cm. del plano del mismo. Rp : (a) 0 (b) 2,88 10 7 N .

7) Una distribución lineal de carga tiene la forma de un cuarto de anillo de radio “a”, siendo  su densidad lineal de carga. Calcular la fuerza sobre una carga puntual “q” situada en el centro de curvatura de tal distribución.

8) Una carga Q se encuentra uniformemente distribuída a lo largo de una delgada varilla de longitud L. Calcular la fuerza sobre una carga puntual q , si ésta se encuentra en un punto que está situado (a) en la misma recta de la varilla a una distancia d de uno de sus extremos. (b) sobre una recta perpendicular a la varilla que pasa por su centro , a una distancia d de este.

9) En el modelo de Bohr correspondiente al átomo de hidrógeno, un electrón describe una órbita circular alrededor de un núcleo que contiene un sólo protón. Si el radio de la órbita es 5,28 x 10-9 cm, calcúlese el número de revoluciones que da el electrón por segundo. Rp : f = 6,6 10 15 Hz .

10) Dos pequeñas esferas conductoras idénticas, 1 y 2, portan cantidades iguales de carga y están fijas a una distancia muy grande en comparación con sus diámetros. Se repelen entre sí con una fuerza eléctrica de 88 mN. Supóngase, ahora, que una tercera esfera idéntica 3, la cual tiene un mango aislante y que inicialmente no está cargada, se toca primero con la esfera 1, luego con la esfera 2, y finalmente se retira. Halle la fuerza final entre las esferas 1 y 2 si ellas permanecen a la misma distancia inicial .

11) ¿Cuándo es válido representar, de manera aproximada, una distribución de carga por medio de una carga puntual?.

CAMPO ELECTRICO.

12) Un avión vuela a través de un nubarrón a una altura de 2 000 m. (Esto es una situación muy peligrosa debido a corrientes ascendentes, turbulencia y la posibilidad de una descarga eléctrica.) Si hay una concentración de carga de +40 C a una altura de 3 000 m dentro de la nube y otra de -40 C a una altura de 1 000 m, ¿cuál es el campo eléctrico E estimado en la aeronave?

13) Un electrón libre y un protón libre se liberan en reposo en un campo eléctrico uniforme E (constante). Compare las fuerzas eléctricas sobre cada partícula. Cuando ambas partículas están en movimiento, compare sus aceleraciones, si me<< mp e indique en que sentido se mueve cada una de ellas.

14) ¿Es posible que un campo eléctrico exista en el espacio vacío? Explique.

15) Un objeto cerca de la Tierra que tiene una carga neta de 24 μC, se coloca en un campo eléctrico uniforme de 610 N/C dirigido verticalmente. ¿Cuál es la masa de este objeto si “flota” en el campo?

16) Tres cargas puntuales, q, 2q y 3q, están colgadas sobre los vértices de un triángulo equilátero de lado “a”. Determine la magnitud del campo eléctrico (a) en el punto medio del lado que une la cargas q y 2q. (b) en el centro geométrico del triángulo.

17) Un electrón y un protón se encuentran en reposo a la distancia de 1 cm entre sí, en una región en la que se aplica un campo eléctrico uniforme de 520 N/C, paralelo a la recta que une las partículas y dirigido desde el electrón hacia el protón. Después de 48 ns de aplicado el campo eléctrico, calcular (a) la velocidad de cada partícula. (b) la distancia entre ellas. (c) la fuerza sobre cada partícula.

18) Un electrón se mueve a 3 ´ 106 m/s dentro de un campo eléctrico uniforme de 1 000 N/C de magnitud. El campo es paralelo a la velocidad del electrón y actúa para desacelerarlo.¿En qué sentido está aplicado el campo?. ¿Qué distancia se desplaza el electrón antes de llevarlo al reposo?

19) Un protón se mueve a 4.50 ´ 105 m/s en la dirección horizontal. Entra en un campo eléctrico uniforme de 9.60 ´ 103 N/C dirigido verticalmente hacia abajo. Ignore todos los efectos gravitacionales y encuentre a) el tiempo que tarda el protón en viajar 5.00 cm horizontalmente, b) su desplazamiento vertical después de que ha recorrido 5.00 cm horizontalmente, y c) las componentes horizontal y vertical de su velocidad después de que ha recorrido 5.00 cm en la dirección horizontal.

20) Un campo eléctrico uniforme de 640 N/C de magnitud existe entre dos placas paralelas que están separadas 4.00 cm. Un protón se suelta desde la placa positiva en el mismo instante en que un electrón se suelta desde la placa negativa. Determine la distancia desde la placa positiva en que las dos partículas se cruzan. (Ignore la atracción electrostática entre el protón y el electrón.)

21) La carátula de un reloj tiene cargas puntuales negativas -q, -2q, -3q, ..., -12q fijas en las posiciones de los números correspondientes. Las manecillas del reloj no perturban el campo. ¿Qué hora es cuando la manecilla de las horas apunta en la misma dirección que el campo

...