UNIVERSIDAD NACIONAL DE FRONTERA CEPREUNF CICLO REGULAR 2018 I SEMANA 10 CURSO: FISICA TEMA: ELECTROSTÁTICA. q k 9.10 En el aire o vacío.

Transcripción

1 SMN 0 CURSO: FISIC TM: LCTROSTÁTIC lectostática, es una pate e la electicia ue se encaga e estuia las cagas elécticas en eposo. CNTIDD D CRG LÉCTRIC () s una agnitu escala y aeás una e las popieaes funaentales e la ateia, la cual ie el exceso o efecto e electones. La cantia e caga eleental, es la caga el electón e. La unia e eia e la cantia e caga en el sistea intenacional (S.I) es el Coulob y se le abevia con C. Un cuepo tiene caga e C si peió o ganó 6,5 x 0 8 electones, entonces: C= 6,5 x 0 8 electones Coo el Coulob es una unia easiao gane se utiliza subúltiplos. ili Coulob = C = 0 3 C ico Coulob = C = 0 6 C nano Coulob = nc = 0 C CUNTIZCIÓN D L CNTIDD D CRG LÉCTRIC n 0, apate e calcula el valo e e, Millikan, físico expeiental, eteinó ue la cantia e caga e cualuie sustancia () cuyos átoos se ionizan es: ne n,, 3 ; e=,6.0 C LY D CONSRVCION D L CNTIDD D CRG. ste pincipio se basa en el hecho e ue al fota os cuepos ente sí; la caga ue uno e ellos piee, el oto la auiee, consevánose así la caga el sistea; esto es: La caga no se cea ni se estuye; sólo se tanspota INICIL SISTM FORMS D LCTRIZR UN CURO FINL SISTM. o fotaiento. Si se fotan os ateiales ente sí, los electones e uno e ellos pueen se expulsaos e sus óbitas e incopoase al oto. l ateial ue capta a los electones tená caga negativa, ientas el ateial ue piee electones auiiá caga positiva.. o contacto. Cuano os esfeas conuctoas cagaas son puestas en contacto a tavés e sus supeficies, las cagas se eistibuyen en las supeficies esféicas en foa popocional al cuaao e los aios espectivos, e oo ue la caga total se conseva. CRUNF CICLO RGULR 08 I C. o inteconexión. Cuano las esfeas conuctoas son conectaas eiante hilos conuctoes lagos, la caga total se conseva. Según () y (C); cuano =, la caga total se ivie igual en caa esfea = D. o Inucción. Cuano un cuepo cagao negativaente (inucto) se aceca a un cuepo conucto, los electones libes el conucto seán epelios hacia el oto exteo, e anea ue un lao el conucto (inucio) uea cagao positivaente y el oto lao negativaente. LYS D L INTRCCION LCTRIC Ley cualitativa (atacción y epulsión) Cuano los cuepos o patículas están electizaos con signo opuesto, la inteacción eléctica es po atacción, peo si tuviesen igual signo la inteacción seá po epulsión. Ley cuantitativa (Ley e Coulo n 785, el físico fancés Chales Coulob eteinó el valo e la fueza eléctica, utilizano paa ello la balanza e tosión. Coulob copobó expeientalente ue: F.. F : Fueza eléctica ente las os cagas, : valoes absolutos e la cantia e caga : Distancia ente las os cagas k : Constante e popocionalia ue epene el eio SI F N C x 0 N C CGS y stc c y.c stc Obsevaciones: c = 3x0 stc N k.0 n el aie o vacío. 4 0 C 0 : eitivia el aie o espacio vacío. 0,85.0 C / 8 N DOCNT: LIC. ROS MLV VR RUD.

2 aa un eio ieléctico: k MDIO : constante () ieléctica el eio. ntes e efini lo ue es capo eléctico necesitas tene pesente lo siguiente: Caga puntual: s auella cuyo taaño es uy peueño copaao con la istancia ue la sepaa e otas cagas. Una caga e pueba es po efinición e signo positivo. l eeplaza los atos e las cagas en las fóulas e fueza y capo eléctico; estas no ebeán inclui los signos; pues se tata e aveigua el óulo e la fueza o el capo; y coo sabeos los óulos son siepe positivos. Capo eléctico. s una foa no sustancial e ateia localizaa en cualuie luga el espacio, anifestánose cuano una patícula o cuepo tienen la caga eléctica coo popiea pincipal Intensia e capo eléctico ( ) s la caacteística vectoial el capo eléctico lo ue nos peite ei la fueza eléctica ( ) ue ejece el capo sobe caa unia e patícula electizaa ( colocaa en su inteio. 0 F F F. 0 / 0 ) CRUNF CICLO RGULR 08 I CUSTIONRIO. Una sustancia tenía una caga eléctica e 0 4 C, y piee, po fotaiento electones. Cuál es su caga final? 700C 600C 500C ) 00C 700C. Fotano una vailla e viio ésta auiee una caga e 3μ C ué cantia e electones peió el viio? 6,5.0 8,4.0 8, ),45.0 0, l óulo e la fueza eléctica e epulsión ente os patículas electizaas es 00 N en el vacío. n cuánto vaía el óulo e la fueza eléctica si una e las cantiaes e caga se uplica, la istancia ente ellas se euce a la ita y el sistea es intoucio en un líuio ieléctico one 4 0? a. uenta en 300 N. b. Disinuye hasta 30 N. c. Disinuye en 50 N.. uenta en 00 N. e. uenta hasta 300 N. 4. Se tiene un peueño cuepo con una caga e 4.0 C. calcula el núeo e electones ue posee. ) , Calcula la fueza esultante sobe la caga cental. otencial eléctico s una agnitu escala. l potencial eléctico en un punto e un capo eléctico se efine coo el tabajo ue se ebe ealiza paa tanspota la unia e caga ese el infinito hasta icho punto el capo eléctico. V / V: potencial en el punto : constante e Coulob : caga puntual geneaoa el capo eléctico : istancia e la caga al punto en ención Uniaes S.I. voltio (v); C.G.S: statvoltio (stv) uivalencia: stv = 300 v Difeencia e potencial s el tabajo ue se ebe ealiza paa lleva una caga e pueba ese un punto hasta oto, ubicaos ento e un capo eléctico. V V W / 0 DOCNT: LIC. ROS MLV VR RUD. ) n una cieta zona one existe un capo eléctico unifoe vetical y hacia aiba se lanza hacia abajo en foa vetical una caga puntual e 0 g y 0,04 C con una apiez e 0 /s, eteniénose luego e ecoe 50 c. Halla la intensia el capo eléctico. (g = 0 /s ) 55 N/C 00 N/C

3 0 N/C ) 50 N/C 85 N/C 7. n el sistea ostao el potencial eléctico en es e 50 kv. Halle el tabajo ealizao po el capo eléctico e las cagas al tanspota una caga e 50 C el punto al punto. 3L 4L J J.5 J ).5 J J 8. n un cuaante e cicunfeencia se ubican: 000c; 300c ; c Coo inica la figua ajunta. Calcula el potencial 3L eléctico (en V) en el punto ( ieléctic es la constante 3 ) 4 5. La figua uesta una caga puntual = 0,.0 6 C ubicaa ente os placas paalelas, a la ifeencia e potencial inicaa. Calcule la agnitu el capo en N/C, y la fueza eléctica en N, ue expeienta icha caga. V CRUNF CICLO RGULR 08 I 0. Si el potencial eléctico en el potencial eléctico en. 400 V 300 V 00 V ) 00 V 50 V 4 L o 60 es 400V L 53, eteine. Sabieno ue el sistea se encuenta en euilibio, eteina la efoación en el esote (=5N/, sabieno ue, 60uC y 5 c 4 c 3 c ) c 8c N / C : 4g. Si se abanona la esfea ostaa e asa 0g. Deteina la y 5 3C aceleación ue auiee, sabieno ue el capo eléctico es hoogéneo e intensia. (g=0/s ) 0 N / C 0 /s 0 /s 5 /s ) 5 /s 3 /s 3. n la figua ostaa, eteina la agnitu e la caga paa ue la intensia el capo eléctico en el punto sea hoizontal ( = 36 µc). 4,5 µc 4,5 µc µc )µc µc 30 o 0;,5x0 5 0;,x ; 4,8x0 5 ) 300; 6,4x0 5 0;,4x0 5 0 c 4. Tes patículas con cagas =µc, = µc y 3 = 3µC están ubicaas en los vétices e un tiángulo ectángulo isósceles, coo se uesta en la figua. La agnitu e la intensia e capo eléctico esultante, en el punto eio e la hipotenusa, es: DOCNT: LIC. ROS MLV VR RUD. 3

4 a ) 4,50x0 3 N/C,7x0 3 N/C 3,50 x 0 3 N/C ),00x0 3 N/C 6,36x0 3 N/C 3 CRUNF CICLO RGULR 08 I 4 8 ) 0 4 0,4 5. n la figua ostaa, a ué istancia e la caga el potencial eléctico es ceo?( = 4) c 6 c c ) 5 c 3 c 6. Si el sistea se encenta en euilibio y k N N... / 4. Halla el valo el peso w en 4 N 8 N N ) 6 N 8 N 7. n los vétices e un cuaao se han colocao cuato cagas puntuales e agnitu ; ; 3 y 4. Si, la caga "" genea un capo cuya intensia en el cento el cuaao es 5 eteina la intensia e capo esultante en el cento el cuaao. 40 N 80 N 00 N ) 60 N 80 N N/C, 8. Si se abanona la esfea ostaa e asa = 0 3 C. Deteina la g y caga eléctica = 5 aceleación, en /s,ue auiee, sabieno ue el capo eléctico es hoogéneo e intensia = 0 N/C. Consiee el capo gavitatoio e intensia g = 0 /s. 8 c 0 40 N 0 ) 6 8. Una patícula electizaa con una cantia e caga e C se encuenta incustaa a un bloue e aea e kg, el cual es abanonao en. eteine la ifeencia e potencial ente y, en kv, si la tensión en la cuea al pasa po tiene un óulo e 40 N. ( g = 0 /s ) 60 w 0. Calcula la tensión T, en la cuea, si el sistea está en euilibio. Done = 0 N/C; = 0 N 40 N 0 N ) 6 N 8 N VLUCIÓN 3 C. Un niño paa saca billo a su juguete lo fota con un paño. Si llega a eteina ue el juguete se ha electizao con 0 x 0 7 C, eteine el núeo e electones tansfeios.,5 x 0,5 x 0,5 x 0 ),5 x 0 3,5 x 0. Una esfea e 500g e asa y C e caga, se lanza con una V0 = 30/s y ángulo e 53 sobe la hoizontal, a tavés e un capo eléctico vetical e N/C. Halla la altua áxia (en ) ue alcanza (g = 0/s ) ) Si en el sistea e patículas electizaas la intensia el capo p es hoizontal, eteine el valo y signo e. µc 8 µc 7µC ) 8µC 3 µc 4. Una esfeita e 0, kg e 5μC asa y C, es soltaa en. Deteine la sepaación ente las placas, si la esfeita llega a la ota placa en 0, s N / C, 0, 0, 0.3 ) 0,4 0,5 80μC g 0 / s 60 40c 30c DOCNT: LIC. ROS MLV VR RUD. 4

5 5.. Una caga e.3 C se coloca sobe el eje x en x = 0.5, ota caga e 3. C se coloca sobe el eje x en x =.5, y una caga e.5 C se coloca en el oigen. Deteine la fueza neta sobe la caga e.5 C. toas las cagas son positivas.,05 N,50 N,50 N ) 0,085 N,50 N 6. aa la configuación aa, eteine el óulo y la iección e la fueza eléctica esultante sobe la peueña esfea electizaa con. ) 5,37 5,307 5,307 5,307 5,53 CRUNF CICLO RGULR 08 I. Si el sistea ostao se encuenta en euilibio eteina la asa el bloue e aea, si las patículas e asas especiables se encuentan 6 electizaas. ( =.0 C), g = 0 /s. 60g 70g 80g ) 0g 00g 30. Una peueña esfea electizaa con = C está 0.4N 0,6 N 0,8 N ),0 N,5 N en eposo. Deteina su peso si el inaóeto ieal inica 0,N ( = 3 C, consiea los hilos aislantes). 30c 0c Hilo aislante Dinaoeto 7. n la figua se uestan os patículas electizaas. Deteine la enegía potencial eléctica el sistea e patículas ( 0 C; 30C ).7 J. J J ) 0 J 5J 8. Una patícula e 4g y C es llevaa po eio e un agente exteno ese hasta N. Si en no tenía apiez y el agente esaolla un tabajo e 0.36J, ué apiez tiene la patícula al llega a N? (Despecie efectos gavitatoios) 5 /s 30 /s 50 /s ) 00 /s 0 /s DOCNT: LIC. ROS MLV VR RUD. 5