FÍSICA Y QUÍMICA 1º Bachillerato Ejercicios: Electrostática (II) 1 m 2 m

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "FÍSICA Y QUÍMICA 1º Bachillerato Ejercicios: Electrostática (II) 1 m 2 m"

Pilar San Martín Navarro
hace 7 años
Vistas:

1 1(7) jercicio nº 1 Calcula la fuerza sobre la carga q 3 Datos: q 1 = 12 µc, q 2 = 4 µc y q 3 = 5 µc 1 m 2 m jercicio nº 2 Calcula la fuerza sobre la carga q 3 Datos: q 1 = 6 µc, q 2 = 4 µc y q 3 = 9 µc 80 cm 60 cm jercicio nº 3 Dos cargas eléctricas (q 1 = 4 µc y q 2 = 6 µc) se encuentran separadas 4 metros. Calcula el vector campo eléctrico y el potencial eléctrico en el punto medio de la recta que une las dos cargas. jercicio nº 4 Dos cargas eléctricas (q 1 = 8 µc y q 2 = 8 µc) se encuentran separadas 60 cm. Calcula el vector campo eléctrico y el potencial eléctrico en el punto medio de la recta que une las dos cargas. jercicio nº 5 Calcula en que punto de la recta que une dos cargas (q 1 = 4 µc y q 2 = 2 µc) separadas 80 cm se anula el vector campo eléctrico. Puede anularse el potencial eléctrico en algún punto de la recta que une las dos cargas? jercicio nº 6 De dos hilos de 1 4 m de longitud, sujetos al mismo punto del techo, cuelgan dos esferillas iguales, de 2 gramos de masa cada una. Se cargan idénticamente ambas esferillas, con lo cual se repelen hasta que los hilos forman entre sí un ángulo de 30º. Hallar la carga eléctrica comunicada a cada esfera. jercicio nº 7 Tenemos dos partículas cargadas: q 1 = 2 µc en el punto (0,4) y q2 = 2 µc en el punto (5,0). Determina: a) l vector campo eléctrico en el punto P (5,4) b) l potencial eléctrico en el mismo punto. c) l trabajo realizado por las fuerzas del campo al trasladar otra carga q 3 = 2 µc del punto P (5,4) al origen O (0,0)

2 2(7) jercicio nº 8 Un protón es acelerado desde el reposo por una diferencia de potencial de V. Calcula la velocidad final. Datos: Qp = 1, C, m p = 1, kg jercicio nº 9 Un condensador tiene una diferencia de potencial de V y una separación entre las armaduras de 60 cm. n el punto medio se suelta un protón en reposo. a) Dibuja el condensador, el campo eléctrico y la fuerza sobre el protón. Indica el potencial de cada armadura. b) Determina el campo eléctrico en el interior del condensador. c) Determina la aceleración del protón. d) Calcula el tiempo que tarda el protón en alcanzar la armadura cargada negativamente. jercicio nº 10 Un protón penetra en una región del espacio donde existe un campo eléctrico de N/C con una velocidad inicial de 2000 m/s. Determina la velocidad a los 2 ns suponiendo: a) La velocidad del protón y el vector campo eléctrico tienen la misma dirección y sentido. b) La velocidad del protón y el vector campo eléctrico tiene la misma dirección y sentido contrario. Dato: 1 ns = s jercicio nº 11 Un protón penetra en una región del espacio donde existe un campo eléctrico con una velocidad inicial de m/s paralela al vector campo eléctrico. Recorre 80 cm y sale con una velocidad de m/s. Determina la diferencia de potencial. a) mpleando la conservación de la energía mecánica b) mpleando la cinemática y la dinámica (velocidad, aceleración, fuerza, ) m/s L = 80 cm m/s jercicio nº 12 Tenemos dos partículas cargadas: q 1 = 6 µc en el punto (0,4) y q 2 = 3 µc en el punto (5,0). Determina: a) l vector campo eléctrico en el origen O(0,0) b) l potencial eléctrico en el mismo punto. c) La aceleración sobre una partícula de 1 g cargada (q 3 = 4 µc) que se coloca en el origen. jercicio nº 13 Un condensador tiene una diferencia de potencial desconocida y una separación entre las armaduras de 6 mm. Junto a la lámina cargada positivamente se suelta un protón. l

3 3(7) protón se desplaza en la dirección y sentido de la lámina cargada negativamente. Al alcanzar la lámina negativa el protón tiene una velocidad de 8000 m/s. a) Dibuja el condensador, el campo eléctrico y la fuerza sobre el protón. b) Determina la diferencia de potencial. jercicio nº 14 Un conductor esférico, de 2 cm de radio, tiene una carga eléctrica de 2 C. Se pone en contacto con un segundo conductor esférico descargado de 4 cm de radio y a continuación se separan. Calcula el potencial final de los conductores. RSPUSTAS Solución nº 1 1 m 2 m q1q 3 1 = k = /3 2 = 0,06 N q q = k = / 2 2 = 0,045 N T = 1 2 = 0,105 N Solución nº 2 80 cm 60 cm 1 2 q1q 3 1 = k = /1,4 2 = 0,25 N q q = k = / 0,6 2 = 0,9 N T = 2 1 = 0,65 N Solución nº 3 Q 1 Q 2 4 m = K.q 1 / = / 2 2 = 9000 N/C = /2 2 = N/C T = = 4500 N/C V 1 = K.q 1 /r = / 2 = V V 2 = K.q 2 /r = /2 = V V T = V 1 V 2 = V

4 4(7) Solución nº 4 = K.q 1 / = / 0,3 2 = N/C = /0,3 2 = N/C T = = N/C V 1 = K.q 1 /r = / 0,3 V 2 = K.q 2 /r = ( )/0,3 V T = V 1 V 2 = 0 V Solución nº 5 = K.q 1 / = /(0,8x) 2 = Kq 2 / = /x 2 n el punto los módulos son iguales: = /(0,8x) 2 = /x 2 4/(0,8x) 2 = 2/x 2 4x 2 = 2(0,8 x) 2 2x = 2 (0,8 x) x = 0,33 m = 33 cm V 1 = K.q 1 /r > 0 V 2 = K.q 2 /r > 0 V T = V 1 V 2 > 0 (no puede anularse) Solución nº 6 Q 1 Q 2 4 m Q 1 Q 2 0,8 x x L T Ty Primero determinamos R (la distancia que separa las cargas) R/2 sen15 = R = 2Lsen15 = 0,72 m L R Tx e P = Ty (1) mg = T.cos15 e = Tx (2) kq 2 /R 2 = T.sen15 Dividiendo (2) entre (1): tng15 = kq 2 /mgr 2 P Q 2 = mgr 2 tng15 / K Q = C Solución nº 7

5 5(7) Y Q 1 Q 2 a) = Kq 1 /R 2 = / 5 2 = 720 N/C = KQ 2 /R 2 = / 4 2 = 1125 N/C = 720i 1125j b) V 1 = kq 1 /r = /5 = 3600 V V 2 = ( )/4 = 4500 V V P = V 1 V 2 = 900 V c) Primero calculamos el potencial en el origen O V 1 = kq 1 /r = /4 = 4500 V V 2 = ( )/5 = 3600 V V O = V 1 V 2 = 900 V W = P = q 3 V = q 3 (V O V P ) = 3, J Solución nº 8 M = 0 C = P C = q p V ½ m p v p 2 0 = q p V ½ v p 2 0 = 1, (16000) v p = m/s Solución nº 9 a) L = 0,6 m V 1 = V V 2 = 0 V b) = V/L = /0,6 = 16666,7 N/C c) = q = ,7 = 2, N = ma a = /m = 2, / = = m/s 2 d) e = ½ at 2 t = 2e a = 6, s Solución nº 10 = q = = 1, N

6 6(7) = ma a = /m = 9, m/s 2 a) v = v 0 at = , = 3920 m/s 2000 m/s b) v = v 0 at = , = 80 m/s 2000 m/s Solución nº 11 a) M = 0 C = P C = q p V ½ m p v pf 2 ½ m p v pi 2 = q p V ½ ½ = 1, V V = 1 3 V b) v f 2 = v a.e = a.0,8 a = m/s 2 = m.a = N = q p. = /q p = 1,7 N/C = V / L V =. L = 1 36 V V = 1 36 V Solución nº 12 q 1 Q 2 a) = Kq 1 /R 2 = / 4 2 = 3375 N/C = KQ 2 /R 2 = / 5 2 = 1080 N/C = 1080 i 3375j b) V 1 = kq 1 /r = /4 = V V 2 = ( )/5 = 5400 V V P = V 1 V 2 = 8100 V c) = q = (1080 i 3375j ) = 4, i 0,0135 j = 0,014 N = m.a a = /m = 14,2 m/s 2 Solución nº 13 a)

7 7(7) L = 6 mm b) v f 2 = v a.e = 0 2.a a = m/s 2 = m.a = = 8, N = q = 55 N/C ; = V / L V =. L = 0,33 V V = 0,33 V Solución nº 14 R1 = 2 cm R1 = 4 cm V f V f Q 1i = 2 C Q 2i = 0 C Q 1f Q 2f Qi = Q 1i Q 2i = 2 C Q f = Q 1f Q 2f Qi = Qf (1) Q 1f Q 2f = 2 V 1f = V 2f kq 1f /R 1 = kq 2f /R 2 Q 1f /0,02= Q 2f /0,04 (2) Q 2f = 2 Q 1f Tenemos dos ecuaciones con dos incógnitas (1) y (2). Sustituyendo: Q 1f Q 2f = 2; Q 1f 2 Q 1f = 2 Q 1f = 0,67 C y Q 2f = 1,34 C Determinamos el potencial: V 1f = KQ 1f /R 1 = V

Documentos relacionados

FÍSICA 2º Bachillerato Ejercicios: Campo eléctrico

FÍSICA 2º Bachillerato Ejercicios: Campo eléctrico 1(10) Ejercicio nº 1 Dos cargas eléctricas iguales, situadas en el vacío a 0,2 milímetros de distancia, se repelen con una fuerza de 0,01 N. Calcula el valor de estas cargas. Ejercicio nº 2 Hallar a qué