REPARTIDO Nº1 FÍSICA 1ºEMP REPARACIÓN PC PROF: VIVIAN BERTIZ

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1 REPARTIDO Nº1 FÍSICA 1ºEMP REPARACIÓN PC PROF: VIVIAN BERTIZ PARTE Nº1: Fenómenos eléctricos. Carga eléctrica. Fuerza eléctrica. Ley e Coulomb. Campo eléctrico. Potencial eléctrico. Trabajo eléctrico. Energía potencial eléctrica. 1) Un ómnibus en movimiento aquiere carga eléctrica ebio al roce con el aire. a) Si el clima el lugar es seco, el ómnibus permanecerá electrizao? Explique b) Se cuenta que una vez una persona al subir en el ómnibus recibió un choque. Por qué? c) Este hecho no es común en climas húmeos por qué? ) Para evitar la formación e chispas eléctricas, los camiones que transportan combustible suelen traer arrastrano por el suelo, en la parte e atrás, una caena metálica. Explique cuál sería la función e icha caena. 3) Cómo explicaría físicamente el siguiente fenómeno? Una esfera cargaa positivamente se acerca (sin que haya contacto) a otra esfera cargaa e imensiones iénticas a la primera pero con signo contrario, se observa una atracción entre ambas cargas. Inmeiatamente espués se ponen en contacto y se separan cierta istancia, ahora se observa que hay una repulsión entre ellas. 4) a) Qué significa que la carga eléctrica es una magnitu cuantificaa? b) Determinar y representar en un esquema las fuerzas electrostáticas que se ejercen os cargas eléctricas q 1 =,0C y q =-6,0C si la istancia entre ellas es e 0,30m. c) A qué istancia se eben colocar os cargas eléctricas (q 1 =3,0C y q =8,0C) para que las fuerzas eléctricas que se ejerzan mutuamente tenga como móulo 6,N? ) Dos cargas iguales se encuentran separaas una istancia e 0cm, bajo éstas coniciones se ejercen mutuamente una fuerza eléctrica e móulo 9,0x10 5 N. Cuál es el valor e ichas cargas eléctricas? e) Por qué un cuerpo no puee tener una carga eléctrica e 6,0x10-19 C? Explicar f) El átomo e Soio (Na) tiene 11 protones y 1 neutronees en su núcleo, y 11 electrones en la periferia, el catión soio se representa Na +, inique cantia e electrones y protones que presenta; y la carga neta que tiene el catión expresaa en coulomb. g) El átomo e Cloro (Cl) tiene 17 protones y 18 neutrones en su núcleo, y 17 electrones en la periferia, el anión cloro se representa Cl -, inique cantia e electrones y protones que presenta; y la carga neta que tiene el catión expresaa en coulomb. 5) En la molécula e la sal cloruro e soio ( NaCl ) la istancia entre el catión soio y el anión cloro es, m. Cuál es la fuerza e atracción electrostática entre los os iones? Realizar un ibujo y representar ichas fuerzas. 6) Calcular y representar la fuerza e origen electrostático que existe entre las cargas e las siguientes figuras: a) b) q 1 =,0C 0,0m q =-8,0C q 1 =-4,0C 0,40m q =-6,0C c) Sobre q 0,10m 0,10m q 1 =3,0C q =8,0C q 3 =6,0C ) Sobre q 3 q 1 =-4,0mC 0,0m q =4,0mC 0,0m 0,0m e)sobre q 1 q =3,0C 45º q 1 =1,5C q 3 =4,0mC q 3 =-6,0C 1

2 7) El moelo e Bohr, el átomo e hirógeno, es un electrón girano en una órbita circular e raio 5,3.x10-11 m alreeor e un protón en el núcleo atómico. Calcular y representar la fuerza eléctrica entre éstas os partículas cargaas. 8) Las siguientes cargas eléctricas (toas e igual masa m=,0x10-1 Kg) se encuentran entro e un campo eléctrico uniforme (e móulo 50N/C) con las características vectoriales que se muestran en la siguiente figura: a) Calcular y representar la fuerza e origen eléctrico que actúa sobre la carga en caa caso. b) Calcular y representar la aceleración que aquiere caa carga. a) E b) E q==-6,0mc q==-8,0mc c) E b) E q==6,0mc q=8,0mc 9) Una carga se encuentra en un plano vertical suspenia, en reposo, por la acción e un campo eléctrico uniforme como se muestra en la figura. a) Representar y calcular la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga. b) Calcular la masa e la carga eléctrica. q=1,5c E E = 100N/C 10) Una carga ( m=3,5x10-6 Kg) encuentra en un plano vertical suspenia, en reposo, por la acción e un campo eléctrico uniforme como se muestra en la figura. a) Determinar valor y signo e la carga eléctrica para que esto ocurra. b) Si ahora, esaparece el campo eléctrico mostrao, cuál será la fuerza neta ejercia sobre la partícula? Calcular y representar icha fuerza. E q E = 100N/C

3 11) Daa la siguiente istribución e cargas, eterminar la fuerza resultante e origen eléctrico que se ejerce sobre q. Suponga que las cargas se encuentran en los vértices e un triángulo rectángulo. 0,80m q 3 = 10 x10-6 C q = 6,0x10-6 C 0,60m q 1 = 10x10-6 C 1) a) Determinar el campo eléctrico resultante en el punto P generao por la istribución e cargas inicaas b) Determinar la fuerza eléctrica que se ejerce sobre q 3 si, ahora, se la coloca en P. q 1 = -6,0C 1,0m P 1,0m q 3 =,0C P 1,0m. 1,0m q =-6,0C 13) Sean q 1 = q =,0x10-3 C y q 3 = q 4 = -,0x10-3 C cuatro cargas colocaas en oren numérico, y con q 1 en el vértice superior erecho, en los vértices e un cuarao e lao 1,0m. a) Determinar el campo eléctrico resultante en el punto A (punto e corte e las iagonales el cuarao). b) Si en A se coloca un electrón eterminar la fuerza neta eléctrica ejercia sobre él y la aceleración que aquiere. 14) Daa la siguiente istribución e cargas, eterminar en que punto/s e la recta que une las cargas el campo eléctrico resultante es nulo. 1,0m q 1 =3,0x10-4 C q =6,0x10-4 C 15) Tres cargas e signo positivo se encuentran ubicaas como muestra el esquema. El campo eléctrico generao por la carga q en el punto M tiene como móulo,0 N/C. Determinar la fuerza eléctrica resultante sobre un protón colocao en M. q 1 = q a q 3 = q a M a q = q 16) Las cargas e la figura generan en el punto A el campo eléctrico resultante mostrao. Hallar q en valor y signo. 3,0cm 3,0cm E A E A = 45 N/C q 1 = 9,0pC q A 3

4 17) La fuerza eléctrica resultante sobre la carga q 1 es nula. Cuánto vale y que signo tiene la carga q? 4,0cm,0cm q 3 = 8, C q 1 =, C q 18) Determinar el campo eléctrico resultante generao por la placa y la carga q, en el punto P e la figura. σ= -10p C/m 0,30m P 0,30m q= 5,0pC 19) Daa la siguiente figura: σ 1 = 0p C/m σ = 10p C/m.A.B a) Determinar el campo eléctrico resultante en A. b) Determinar el campo eléctrico resultante en B. c) Determinar la fuerza eléctrica que se ejercerá sobre un protón colocao en B. ) Determinar la aceleración que aquiere icho protón. 0) Dos placas cargaas positivamente generan un campo eléctrico resultante en P como se inica. a) Determinar el campo generao por la placa. b) Calcular la ensia superficial e carga e la placa. σ 1 = 0p C/m E P P E P 6,0N/C 1) Daa la siguiente figura: a) Inicar el signo e caa placa b) Calcular la ensia superficial e carga e caa placa, si se 1 sabe que 1 y aemás E RESULTANTE 45N / C. 60º E RESULTANTE 4

5 ) Según la figura la partícula cargaa, e masa m =0g, está por encima e la placa cargaa uniformemente, en reposo. Hallar valor y signo e icha partícula. q σ= 8,0x10-6 C/m 3) Tres cargas se encuentran como se inica en la figura. P Calcular el potencial eléctrico en el punto P. 5,0cm 5,0cm q 1 =4,0C q =4,0C 10cm 10cm q 3 =-8,0C 4) 30 cm q1= 10 C En el esquema se muestran os cargas puntuales q 1 y q. Se sabe que el potencial eléctrico en el punto P es nulo. a) Hallar q. b) Determinar el campo eléctrico resultante en P. q 40 cm P 5) Un par e placas cargaas paralelas verticales, separaas 5.0cm están conectaas a una batería e 45V. Un electrón es liberao ese la placa negativa y sale por un pequeño orificio en la placa positiva. a) Determinar el campo eléctrico entre las placas y la fuerza que actúa sobre el electrón. b) Calcular la ensia superficial e carga e caa placa c) Determinar la velocia con la que el electrón pasa por el orificio. 6) Se lanza un protón ese A hacia B, sieno ésta trayectoria paralela a un campo eléctrico uniforme. Al recorrer los 0cm su energía potencial eléctrica se incrementa en 6,4 X10-15 J. a) Cuál es la variación que experimenta la Energía cinética el protón al esplazarse ese A hasta B? b) Calcular la iferencia e potencial entre A y B. c) Determinar el campo eléctrico uniforme. B 0 cm A 7) El campo eléctrico e la figura es uniforme. Se coloca una carga q =,0C sobre la equipotencial e 10V. a) Determinar la fuerza eléctrica que experimenta icha carga y su aceleración si la masa e la carga es e 0,40mg. b) Si parte el reposo en icha equipotencial, eterminar la velocia al pasar por la equipotencial e 6,0V. 6,0V 8,0V 10V q 4,0cm 4,0cm 5

6 8) La figura muestra como varía el potencial eléctrico en una región el espacio. En O (0,0) se suelta una partícula cuya 4 carga es e 4,0pC y masa m,0 10 Kg. V (V) a) Calcular el campo eléctrico uniforme en esa región el espacio. 300 b) Calcular la aceleración que aquiere la partícula. c) Calcular la velocia e salia e la región. 0 4,0 x (cm) 9) Un protón tiene una velocia v A =,0 X 10 6 m/s al pasar por el punto A. E Avanza a través e un campo eléctrico E e móulo 5,0 x 10 5 N/c hasta etenerse en el punto B. a) Cuál es la iferencia e potencial entre los puntos A y B? b) Cuál es la longitu el segmento AB? x B A 30) Calcular el trabajo eléctrico realizao sobre una carga eléctrica e,0c cuano realiza las siguientes trayectorias: a) ABC b) CBA B 40cm C E E 10N / C c) ABCA 30cm A 31) La lámina e la figura esta cargaa con = 1,77 X10-7 C/m. Dicha lámina atrae a una partícula cargaa, e masa m, la cual pasa el punto A al punto B cambiano su velocia tal como se inica. + A B + v A =,0 X10 5 m/s + v B = 4,0 X10 5 m/s m=,0 X10-15 kg a) Hallar la iferencia e potencial V B V A b) Encontrar el valor y el signo e la carga Datos: * q q 1,6 10 C ; * m e 9,11 10 Kg ; * m p 1,67 10 Kg e p ; * K 9 9,0 10 Nm / C ; * 1 0,85 10 C / 8 Nm Sugerencia: Exprese toos los resultaos con las cifras significativas y uniaes correctas. 6

7 PARTE Nº: Fenómenos magnéticos. Campo Magnético. Imanes. Efecto Oerste. Ley e Ampere. Fuerza magnética. Ley e Lorentz. Ley e Laplace. Corrientes inucias. 1) Contestar las siguientes preguntas: a) Entre què polos e os imanes existe una fuerza e atracciòn? Y entre cuàles una fuerza e repulsiòn? b) Cuàl es la explicaciòn para el hecho e que una aguja magnètica suspenia se orienta en la irecciòn Norte-Sur? c) Què importante conclusiòn fue posible obtener luego e hacer el experimento e Oerste? ) Còmo se etermina la irecciòn y sentio el vector campo magnètico en un punto el espacio que roea a un conuctor rectilíneo perteneciente a un circuito elèctrico? Explique a travès e un iagrama. e) Còmo ebe proceer para crear una zona e campo magnètico en una regiòn el espacio? Inique os maneras. f) Por qué la Brújula sirve como instrumento e orientación terrestre? Explique etallaamente. ) Se tienen los extremos P, Q, R y Z e cuatro imanes rectos e los cuales se conoce el siguiente comportamiento magnético: - Z se repele con el extremo Norte e una brújula - Z se repele con R - R se atrae con Q - Q se repele con P Determinar si P es un polo Norte o un polo Sur magnético. Justifique Q R Z 3) Se ubican os imanes rectos como muestra la figura. El imán 1 crea en el punto A un campo magnético e móulo 0,40T; y el imán crea en ese mismo punto un campo magnético e móulo 0,60T. Calcular y representar el campo magnético resultante en el punto A, para caa caso. CASO Nº1 CASO Nº N. A N Imán 1 Imán CASO Nº3 S. A S Imán 1 Imán CASO Nº5 S. A N Imán 1 Imán CASO Nº4 N. A S Imán 1 Imán CASO Nº6 N. A S. A Imán 1 N Imán Imán 1 S Imán CASO Nº7 CASO Nº8 N. A S. A Imán 1 S Imán Imán 1 N Imán 7

8 4) Dao un conuctor eléctrico recto, que funciona con una intensia e corriente eléctrica e valor 6,0A; calcular y representar para caa caso, el campo magnético en los puntos mostraos en la figura. CASO Nº1 A. 5,0cm.B 3,0cm i 10cm.C CASO Nº A. 5,0cm.B 3,0cm i 10cm.C 3,0cm.D 3,0cm.D CASO Nº3.A 10cm i CASO Nº3 0,50m B 0cm A. 0,40m i.b 5) Determinar el campo magnético resultante (en sentio, irección y móulo) en le punto M e la figura. 0cm M 10cm 0cm i 1 =4,0A i =,0A i 3 =6,0A 6) a) Determinar el campo magnético resultante (en sentio, irección y móulo) en el punto M e la figura. i 1 =8,0A 40cm M 40cm i =6,0A b)determinar el campo magnético resultante (en sentio, irección y móulo) en el punto P e la figura. i 1 =,0A 0cm i =6,0A 0cm P 7) Daa la siguiente figura: a) Determinar el campo magnètico resultante en el punto Q, sabieno que caa conuctor genera en icho punto un campo magnètico cuyo mòulo es 0.40T. b) Inicar el valor e la intensia e corriente para caa conuctor. i 1 i 10cm 15cm Q 8

9 8) En el punto Q el espacio se encuentra colocao un conuctor recto, cuya corriente elèctrica tiene una intensia e 4.0A y su sentio no se encuentra representao en la figura. Se sabe que =,0cm a) Dibujar con un sìmbolo en el conuctor el sentio e la corriente, si el campo magnètico en el punto S (creao por icho conuctor) tiene las caracterìsticas vectoriales inicaas. Calcular el mòulo e icho campo magnètico en S. b) Calcular y representar a escala el campo magnético, generao por el conuctor, en el punto T. c) Dòne colcarìa un seguno conuctor (con la misma intensia, en móulo y sentio, e corriente que el primero) e tal forma que el campo magnètico en el punto S, ahora, sea nulo? Justificar aecuaamente. Q S 3 T B s 9) Los conuctores mostraos en la figura pertenecen a un circuito elèctrico en funcionamiento y se encuentran ubicaos en rectas paralelas separaas una istancia 3. (=10cm) a) Calcular y representar el campo magnético generao por i 1 en P. b) Calcular y representar el campo magnético generao por i en P. c) Calcular y representar el campo magnético resultante en P..P i 1 =4,0A i =4,0A 10) Los conuctores mostraos en la figura pertenecen a un circuito elèctrico en funcionamiento y se encuentran ubicaos en rectas paralelas separaas una istancia. a) Calcular y representar la intensia e corriente el conuctor sabieno que en el punto P el campo magètico resultante es nulo y que la istancia =8,0cm. b) Calcular el campo magnètico resultante en el punto R e la figura. i 1 =,0A. P. R 11) Cuatro conuctores elèctricos se encuentran colocaos e tal forma que las rectas a la cual pertenecen son paralelas. Determinar el campo magnètico resultante en el punto P que es centro el cuarao e lao a=0cm. i 1 =4.0A i = 4.0A a a 9

10 1) Daas las siguientes figuras ubica exactamente él o los puntos, pertenecientes a las rectas que unen los conuctores, en caa caso en los cuales se cumple que el campo magnètico resultante sea nulo. Para toos los casos consierar que los conuctores se encuentran en rectas paralelas separaas igual istancia (=30cm). a) b) i 1 =5.0A i =.0A i 1 = 3.0A i =4.0A c) i =5.0A i =1.0A ) i 1 =5.0A i 1 =.0A 13) Se enrolla un conuctor alreeor e una barra e cierto material conformánose así una bobina. a) Qué irección y sentio tiene el vector campo magnético entro e la bobina? Represéntelo b) Qué polo magnético se crea en A? y en B? Justifique c) Si se coloca una brújula en el extremo A e la bobina cómo se orientará? Dibuje y justifique. A 14) Para los casos ilustraos en la figura, inicar para caa uno cuano el imán es atraío o repelio por la espira. Explique caa situación con un ibujo ilustrativo. 15) El electroimán e la figura está conectao a una batería. Su campo magnético orienta la brújula como se inica. Determinar cuál es el borne positivo e la batería. 10

11 16) Se lleva a cabo en el laboratorio una experiencia para verificar algunas características e la Ley e Ampere; y se obtuvieron una serie e atos que posibilitaron la siguiente gráfica: B C (mt),0x10-4 1,0x ,00 0,040 i (A) Si se sabe que los atos se obtuvieron para fijo e igual a 4,0cm: a) Calcular K b) Si ahora =8,0cm, construir la nueva gráfica e B=f(i) suponieno que se tomaron los mismos valores en las abcisas. c) Realizar un bosquejo el gráfico B=f ( ) cuano se eja fija la intensia e corriente eléctrica. 17) Los conuctores eléctricos, pertenecientes a circuitos eléctricos en funcionamiento, e las figuras se encuentran entro e campos magnéticos uniformes cuyas características vectoriales se inican. Representar en caa caso la fuerza e origen magnético que actúa sobre caa conuctor. a) b) c) B i i B B ) e) f) 45º i B B 18) Calcule el móulo e la fuerza e origen magnético que se ejerce sobre caa conuctor el ejercicio anterior sabieno que los conuctores mien,0m, la intensia con que funciona caa circuito es e 4,0A y el campo magnético tiene 6 como móulo B 4,010 T. 19) Calcular y representar la fuerza e origen magnético que experimenta el conuctor (l=0cm) e la figura cuano se lo coloca entre los polos e un imán que genera un campo magnético cuyo móulo es e, T. N i=3,0a S 11

12 0) Calcular el móulo e la fuerza magnética que se ejerce sobre un conuctor (L=3,0m) cuya irección forma un ángulo e 6 valor 30º con la irección el campo magnético ( B 4,010 T ) en el cual se lo sumerge y cuya intensia e corriente eléctrica es e,0a. 1) Un conuctor se encuentra entro e un campo magnético uniforme cuyo móulo es e 0,050T. Si la intensia e corriente eléctrica con que funciona icho conuctor (e longitu L=1,0m) es e 5,0A; calcule y represente la fuerza e origen magnético que actúa sobre él. B ) Un conuctor que pertenece a un circuito eléctrico funciona con una intensia e corriente eléctrica e 4,0A y se encuentra sumergio perpenicularmente entro e un campo magnético cuyo móulo es e Determinar la fuerza por unia e longitu que se ejerce sobre icho conuctor. 6, T. 3) Representar la fuerza e origen magnético que se ejerce sobre el electrón en movimiento colocao en las istintas figuras: a) b) c) e v e v e i B 75º v B 4) Calcule el móulo e la fuerza magnética que se ejerce sobre el electrón el problema anterior tomano los siguientes atos para toas las partes: v 1,0 10 m / s ; B 5,0 10 T ; q 1,6 10 c Datos: * q q 1,6 10 C ; * m e 9,11 10 Kg ; * m p 1,67 10 Kg e p ; 7 * K,0 10 Tm / A ; * 1 0,8510 C / 8 Nm Sugerencia: Exprese toos los resultaos con las cifras significativas y uniaes correctas. 1

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