Material a ser cubierto en ayudantías: Lunes 20 al Viernes 24 de Mayo del 2013. Tema: Ley de Coulomb y Campo Eléctrico. 1) Tres cargas puntuales están alineadas a lo largo del eje x. La carga q1 = 3.00 μC está en el origen, y la carga q2 -5.00 μC se encuentra en x = 0.200 m. La carga q3 = -8.00 μC. ¿Dónde está situada q3 si la fuerza neta sobre q1 es de 7.00 N en la dirección negativa del eje x? 2) Una carga puntual positiva q está situada sobre la parte positiva del eje y en y = a, y una carga puntual negativa -q está en la parte negativa del eje y en y = -a. Se coloca una carga puntual negativa -Q en cierto punto sobre la parte positiva del eje x. a) En un diagrama de cuerpo libre, indique las fuerzas que actúan sobre la carga -Q. b) Encuentre las componentes x y y de la fuerza neta que ejercen las dos cargas q y 2q sobre 2Q. (Su respuesta sólo debería incluir k, q, Q, a y la coordenada x de la tercera carga.) c) ¿Cuál es la fuerza neta sobre la carga 2Q cuando está en el origen (x = 0)? 3) Se colocan dos cargas, una de 2.50 μC y la otra de -3.50 μC, sobre el eje x, una en el origen y la otra en x = 0.600 m, como se ilustra en la figura 21.36. Encuentre la posición sobre el eje x donde la fuerza neta sobre una pequeña carga +q debería de ser igual a cero. 4) Dos cargas puntuales están separadas por 25.0 cm (figura 21.37). Encuentre el campo eléctrico neto que producen tales cargas en a) el punto A y b) en el punto B. c) ¿Cuáles serían la magnitud y la dirección de la fuerza eléctrica que produciría esta combinación de cargas sobre un protón situado en el punto A? ISAAC GUAMÁN TORRES – AYUDANTE FÍSICA C - ESPOL E-MAIL: [email protected] 1 EC 2 . a) Si el electrón apenas libra la placa superior al salir del campo.75 μC está adherida bajo una mesa horizontal sin fricción.EDU. ¿Golpearía el protón alguna de las placas? Si el protón no golpea ninguna de las placas.40. a) Calcule la tensión en el alambre.38.38 el electrón es sustituido por un protón con la misma rapidez inicial Vo. Está unida a una carga puntual de -6. encuentre la magnitud del campo eléctrico. d) Analice si es razonable ignorar los efectos de la gravedad en cada partícula.60 x 106 m/s hacia el interior de un campo uniforme entre las placas paralelas de la figura 21. ISAAC GUAMÁN TORRES – AYUDANTE FÍSICA C .00 μC medida en forma perpendicular a la línea que conecta las tres cargas.39. El electrón ingresa al campo en un punto equidistante de las dos placas. 7) Tres cargas puntuales negativas están sobre una línea. ¿cuáles serían la magnitud y la dirección de su desplazamiento vertical. Encuentre la magnitud y la dirección del campo eléctrico que produce esta combinación de cargas en el punto P. Un campo eléctrico uniforme de magnitud 1. Suponga que el campo entre las placas es uniforme y está dirigido verticalmente hacia abajo. 5) Una carga puntual de +8. como se ilustra en la figura 21.50 μC con un alambre aislante de 2. que está a 6. a medida que sale de la región entre las placas? c) Compare las trayectorias que recorren el electrón y el protón. y que el campo fuera de las placas es igual a cero. b) Suponga que en la figura 21.50 cm.85 x108 N/C está dirigido en forma paralela al alambre. 6) Se lanza un electrón con rapidez inicial Vo =1.00 cm de la carga de -2. b) ¿Cuál sería la tensión si las dos cargas fueran negativas.ESPOL E-MAIL: IGUAMAN@ESPOL. y explique las diferencias. como se ilustra en la figura 21. Encuentre el campo eléctrico en el punto P que se localiza sobre el eje del anillo a una distancia x del centro.EDU. 10) Una carga eléctrica. Q.EC 3 .24).) Calcule el campo eléctrico en el punto P sobre el eje x.21). entre y = a y y = -a. ¿cuál sería la ecuación de su trayectoria? 9) Un conductor en forma de anillo con radio a tiene una carga total Q distribuida de manera uniforme en todo su perímetro (figura 21. (Ésta sería la representación de una de las varillas cargadas de la figura 21. ISAAC GUAMÁN TORRES – AYUDANTE FÍSICA C .ESPOL E-MAIL: [email protected]. a una distancia x del origen. positiva está distribuida uniformemente a lo largo de una línea con longitud de 2a que se ubica sobre el eje y. 8) Si se lanzara un electrón hacia el campo eléctrico en la figura con velocidad horizontal inicial Vo (figura 21. EC 4 . ISAAC GUAMÁN TORRES – AYUDANTE FÍSICA C .41 muestra algunas de las líneas de campo eléctrico debidas a tres cargas puntuales situadas a lo largo del eje vertical. 12) La figura 21. Suponga que x es positiva. en un punto a lo largo del eje del disco a una distancia x de su centro. a) ¿Cuáles son los signos de las tres cargas? Explique su razonamiento.EDU.ESPOL E-MAIL: IGUAMAN@ESPOL. b) ¿En cuál(es) punto(s) la magnitud del campo eléctrico es la más pequeña? Explique su razonamiento. ∂. 11) Encuentre el campo eléctrico que genera un disco de radio R con densidad superficial de carga (carga por unidad de área) positiva y uniforme. Las tres cargas tienen la misma magnitud. en x = a + r.45) y se libera del resto. ISAAC GUAMÁN TORRES – AYUDANTE FÍSICA C .EDU. 𝑠 Encuentre q1 y q2.47).00 g se sitúa inicialmente a 3. Otra carga puntual Q= -1. Una carga puntual positiva q se localiza en la parte positiva del eje x. de x = 0 a x = a.00 cm de cada una de estas cargas (figura 21. paralela a la línea que une las dos cargas puntuales. una distancia r a la derecha del final de Q (figura 21. 14) Una carga positiva Q está distribuida de manera uniforme a lo largo del eje x.50 m entre sí.ESPOL E-MAIL: IGUAMAN@ESPOL. 13) Dos cargas puntuales q1 y q2 se colocan a una distancia de 4. Usted observa que la aceleración 𝑚 inicial de Q es de 324 2 hacia arriba.EC 5 .75 μC con masa de 5. Calcule la fuerza (magnitud y dirección) que la distribución de carga Q ejerce sobre q. EDU. distribuida de modo uniforme a lo largo de su longitud.50 μC de carga.ESPOL E-MAIL: IGUAMAN@ESPOL. que está a 60.50 μC de carga. ¿cuáles son la magnitud y la dirección de la fuerza neta que ejercen estos alambres sobre él? ISAAC GUAMÁN TORRES – AYUDANTE FÍSICA C .49).50. a) Encuentre la magnitud y la dirección del campo eléctrico que producen estos alambres en el punto P. 15) Una carga positiva Q está distribuida de manera uniforme alrededor de un semicírculo de radio a (figura 21. mientras que el otro segmento tiene -2.EC 6 . distribuida de modo uniforme a lo largo de su longitud.20 m forman un ángulo recto. Un segmento tiene +2.0 cm de cada alambre. b) Si un electrón se libera en P. como se ilustra en la figura 21. Encuentre el campo eléctrico (magnitud y dirección) en el centro de curvatura P. 16) Dos alambres no conductores de 1. EDU. La carga q3 es de +4. 17) Tres cargas se colocan como se ilustra en la figura 21. La magnitud de q1 es 2. b) Con el empleo de los diagramas del inciso a) y la dirección de F deduzca los signos de las cargas q1 y q2. ISAAC GUAMÁN TORRES – AYUDANTE FÍSICA C . pero no se conocen su signo ni el valor de la carga q2. d) Determine F. a) Considere los diferentes signos posibles de q1 y que hay cuatro posibles diagramas de fuerza que representan las fuerzas F1 y F2 que q1 y q2 ejercen sobre q3.EC 7 . Dibuje esas cuatro configuraciones de fuerza posibles.52.ESPOL E-MAIL: [email protected] μC.00 μC. c) Calcule la magnitud de q2. la magnitud de la fuerza neta sobre q3. y la fuerza neta sobre q3 está por completo en la dirección negativa del eje x.