La mecánica newtoniana

Tarea

11 de septiembre de 2012.

1.-

a) ¿A través de qué diferencia de potencial debe caer un electrón, según la mecánica newtoniana, para adquirir una velocidad v igual a la velocidad c de la luz?.

b) La mecánica newtoniana no funciona cuando Por lo tanto, usando la expresión relativista correcta para la energía cinética en lugar de la expresión newtoniana , determine la velocidad real del electrón adquirida al caer a través de la diferencia de potencial calculada en a. Exprese esta velocidad como una fracción apropiada de la velocidad de la luz.

2.- En una varilla, de longitud L, que se encuentra a lo largo del eje x con uno de sus extremos en el origen (x = 0), existe una distribución de carga por cada unidad de longitud dada por , donde es una constante.

a) Si se considera que el potencial electrostático en el infinito sea cero, encuentre V en el punto P sobre el eje y, a la distancia d.

b) Determine la componente vertical, Ey del campo eléctrico en P a partir del resultado de la parte a y también por cálculo directo.

c) ¿Por qué no puede determinarse Ex la componente horizontal del campo eléctrico en P, usando el resultado de la parte a?

d) ¿A qué distancia de la varilla, a lo largo del eje y, el potencial es igual a la mitad del valor en el extremo izquierdo de la varilla?

3.- Un campo eléctrico uniforme de valor 2.0 kN/C está en la dirección x. Se deja en libertad una carga puntual Q = 3.0 C inicialmente en reposo en el origen.

a) ¿Cuál es la energía cinética de la carga cuando esté en x = 4.0 cm?

b) ¿Cuál es la variación de energía potencial del sistema desde x = 0 hasta x = 4.0 cm?

c) ¿Cuál es la diferencia de potencial V(4.0 m)-V(0.0 m)?

d) Calcular el potencial V(x) si se toma V(x) como:

 Cero para x = 0.

 4.0 kV para x = 0, y

 Cero para x =1.0 m.

4.- Una carga de q = +10-8 C está distribuida uniformemente sobre una corteza esférica de 12 cm de radio.

a) ¿Cuál es el valor del campo eléctrico justo en el exterior de la corteza y justo en el interior de la misma?

b) ¿Cuál es el valor del potencial eléctrico justo en el exterior y justo en el interior de la corteza

c) ¿Cuál es el potencial eléctrico en el centro de la corteza? ¿Cuál es el campo eléctrico en dicho punto?

5.- Calcule la fuerza con que una placa de un capacitor plano paralelo en el vacío, o en el aire, atrae a la otra.

a) ¿Cuál es el trabajo que realiza un agente externo para separar lentamente las placas, produciendo un aumento en la separación de d1 a d2?

b) Demuestre que el aumento de la energía potencial almacenada en el capacitor, es igual al trabajo realizado al separar las placas.

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