ESCULA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS DEBER DE ELECTROSTATICA

Transcripción

1 ESCULA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS DEBER DE ELECTROSTATICA Aceleración de la gravedad 9,8m/s Constante de permitividad 8,85x10-1 Nm /C Masa del protón 1,67x10-7 kg Masa del electrón 9,1x10-31 kg Magnitud de carga protón y electrón 1,6x10-19 C 1.- Dos cargas puntuales tienen una fuerza de interacción F cuando se encuentran a una distancia R Cuál será el valor de la fuerza eléctrica si se duplica una de las cargas y la distancia entre ellos se reduce a la mitad? Resp.- 8F.- Para las partículas indicadas en la figura determine la distancia x punto p donde una carga +Q quede en equilibrio. Resp.- a 3.- La fuerza eléctrica es: a) siempre de atracción c) una acción a distancia b) siempre de repulsión d) ninguna 4.- La carga eléctrica de un cuerpo: a) es siempre negativa c) siempre puede transferirse b) es siempre positiva d) ninguna 5.- El valor de la carga elemental es igual al valor de la carga de un protón 6.- Cuatro cargas se ubican en los vértices de un cuadrado de lado a (ver figura) El campo eléctrico en el centro del cuadrado es. Resp.- ( 4kq ) / a j 7.- De los siguientes enunciados: I) La fuerza eléctrica entre partículas se altera si colocamos otra partícula cargada entre ellos. II) Si una carga es mayor que la otra dicha carga ejerce mayor fuerza sobre la otra partícula. III)Los electrones se repelen mientras los protones los atraen debido a su configura ciòn para formar al átomo. IV) La ley de Coulomb es solamente válida para partículas cargadas en reposo. V) Todo objeto con carga eléctrica tiene un exceso o un déficit de electrones. Cuales son verdaderos: a) Solo I b) I,II,III c) Solo V d) III,IV,V e) Todos son falsos

2 8.- En cierta región del espacio en la que existe un campo eléctrico E = (i-j+k)x10 5 N/C se suelta una carga de +0uC y 100gr. La aceleración que esta adquiere es (ignore los efectos gravitacionales) Resp.- (40i-0j+0k) m/s 9.- El agua pura es un buen conductor de la electricidad 10.- Cuatro cargas se ubican en el vértice de un cuadrado de lado a. Si una quinta carga positiva se coloca en el punto P, determine la magnitud de la fuerza resultante que actua sobre la carga q. Considere, F = (kqq)/a Resp.- (16/5 5 )F Problema 10 Problema Dos cargas q 1 y q se colocan como en la figura. El campo eléctrico en el punto A tiene la direcciòn indicada. Si las cargas q 1 es +5uC, entonces la carga q es: Resp.- -5uC 1.- La fuerza ejercida por un campo eléctrico E sobre una carga de prueba q o es inde pendiente de q o 13.- Las líneas de campo eléctrico terminan en una carga negativa o positiva 14.- La pequeña esfera que se encuentra en el extremo del hilo aislante tiene una masa 0,6g y esta en un campo eléctrico horizontal de 700N/C Si se encuentra en equilibrio en la posición mostrada determine la carga de la esfera. Resp.- -3,1x10-6 C Problema 14 problema 15

3 15.- Un protón se dispara perpendicular a una superficie en una región donde existe un campo eléctrico uniforme de 500N/C El valor máximo de la velocidad inicial del protón para que este no haga contacto con la pared es: Resp.- 9,79x10 4 m/s 16.- Una esferita metálica aislada de 1m de radio, posee una carga de -5uC. Cuantos electrones tenemos que movilizar para que la densidad superficial sea de -4,uC/m (1e = 1,6x10-19 C) a) Sacar de la esfera 3x10 14 electrones b) Poner 3x10 14 electrones c) sacar 3x10 6 electrones d) Poner 30 electrones 17.- Una partícula de gr y 0uC de carga eléctrica se lanza horizontalmente hacia una región donde existe un campo eléctrico uniforme de 400N/C La distancia máxima horizontal que alcanzara la partícula al llegar al suelo será. Resp.- 7,6m 18.- Un electrón se mueve hacia la derecha desacelerándose dentro de un campo eléctrico constante. La dirección del campo eléctrico en dicha región es: a) hacia la derecha b) hacia la izquierda c) perpendicular al movimiento del electrón d) formando un ángulo con el movimiento del electrón 19.- Hay 3 cargas fijas idénticas en los vértices de un triangulo equilátero. En el centro del triangulo el campo eléctrico es cero 0.- La carga de prueba es siempre atraída por la carga que genera el campo eléctrico 1.- En la figura se localizan tres cargas puntuales ubicadas en las esquinas de un triangulo equilátero, calcule la fuerza eléctrica neta sobre +7uC Resp.- 0,873N a 330º.- Las líneas de fuerza siempre salen de la carga que genera el campo eléctrico

4 3.- Si se transfieren electrones de una piel de gato a una barra de caucho por fricción, la barra se carga negativamente. 4.- Una esfera metálica conductora tiene carga eléctrica distribuida de manera uniforme en su superficie con un valor de 8,85x10-8 coulombios de su superficie. Calcule el radio de dicha esfera sabiendo que la intensidad del campo eléctrico creado en un punto situado a m de su superficie es de 3600N/C. Resp.- 1,5m 5.- Cierto volumen de liquido es roseado en N gotas esféricas iguales. Entonces por algún método apropiado a cada gotita se le proporciona un valor de campo eléctrico E Finalmente todas estas gotas son combinadas en una gran gota esférica. Determine el campo eléctrico de la gota grande. a) N /3 E b) N 1/3 E c) NE d) N N E e) N -/3 E 6.- El vector campo eléctrico: a) tiene la misma dirección que las líneas de fuerza eléctrica b) tiene la misma dirección y sentido que la fuerza eléctrica c) tiene la misma dirección y sentido contrario que la fuerza eléctrica d) ninguna 7.- Cual de los siguientes vectores podría representar mejor el campo eléctrico en el punto A: a) b) c) d) e) cero 8.- El número de líneas que emergen o terminan es proporcional a la carga eléctrica 9.- Toda carga eléctrica genera un campo a su alrededor 30.- Considere un número infinito de cargas idénticas (cada una con carga q), que se colocan a lo largo del eje x a distancias a, a, 4a,. del origen. Punto donde se coloca una carga Q, calcule el valor de la fuerza neta actuando sobre Q. 4KqQ Resp.- 3a

5 31.- Un cuerpo puede cargarse eléctricamente mediante, frotamiento, contacto, inducción. 3.- La carga positiva del núcleo se debe a la presencia de las cargas existentes en el En un campo eléctrico, las líneas de fuerza son paralelas 34.- El campo eléctrico: a) depende de la carga que lo genere b) tiene mayor intensidad a medida que se aleja de la carga que lo genera c) es constante en todo el espacio que rodea a la carga d) ninguna 35.- Un electrón y un protón se sueltan desde la misma posición en campos eléctricos uniformes y de la misma magnitud (ver figura) Cuál de las siguientes alternativas es correcta con relación al tiempo que tardan el llegar al suelo? a) El electrón llegará primero al suelo b) El protón llegará primero al suelo c) Tanto el electrón como el protón llegan primero al suelo d) No hay solución, ya que se mueven en direcciones contrarias e) Hacen falta datos numéricos para responder la pregunta 36.- Una carga de uc es colocado en el punto (1,-3)m, calcule la máxima fuerza que se ejerce sobre ella cuando una carga de -5uC es colocada en un punto de la trayectoria x x + mts. Resp.- 5,65x10-3 N

6 37.- Una esfera hueca conductora tiene carga neta +5q Siguiendo las etapas indicadas en los gráficos Cuál de las sgtes.opciones es correcta. a) En B y D la carga neta sigue siendo +5q b) En C se induce una carga +6q en la superficie interior c) En E electrones fluyen del conductor hacia tierra d) En F y G la superficie interior no tiene carga y en la exterior se induce +q e) Todas las alternativas anteriores son falsas 38.- Si el sistema parte desde el reposo, hallar la rapidez de los bloques cuando pasan frente a frente. En dicha región existe un campo eléctrico uniforme dirigido hacia abajo Resp.- m/s m1 = 3kg, m = 1kg, q1 = 5uC datos: q uc, E = 350N / C, h = 80cm Problema 38 B Problema 40 A 39.- La esfera B cargada positivamente se pone cerca de otra esfera A. La esfera A se siente atraída por B debido a que: a) la esfera A está cargada negativamente b) la esfera A está cargada positivamente c) a lo mejor ni se acerca, pues la esfera A puede estar neutra d) la esfera B ejerce una fuerza neta sobre A dirigida a la izquierda e) ninguna