PRÁCTICA N_1 _ LEY DE COULOMB Y CAMPO ELÉCTRICO - ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO - UNAM - 2013

U N I V E R F A C U L T A DS I D E D A D N A C I O I N G E N I E R Í A – N A L C a r r e r a D E M O Q P r o f e s i o n a l D e U E G U A I n g e n i e r í a A g r o i n d u s t r i a l El sistema se mantiene en equilibrio, ¿cuál es el valor del peso W?. 1. PRACTICA N°1A – LEY DE COULOMB: DISTRIBUCIONES DISCRETAS 2. Sabiendo que el sistema mostrado se encuentra en equilibrio, se pide calcular el ángulo φ, se sabe que el peso de cada esfera es 30 N y las cargas son iguales a q= 200 µC. 19. * Tres cargas, +q, +Q y -Q, se sitúan en los vértices de un triángulo equilátero, como muestra la figura 22.29. La fuerza neta sobre la carga -q debida a las otras dos cargas es: (a) verticalmente hacia arriba, (b) verticalmente hacia abajo, (c) cero, (d) horizontal hacia la izquierda. (e) horizontal hacia la derecha. 20. * Una carga q1= 4,0 uC está en el origen y otra carga q2 = 6,0 uC está sobre el eje x en el punto x = 3,0 m. (a) Hallar la ** Tres cargas. ** Una carga puntual de +3. Determinar el valor de la carga que debe tener la esterilla "C" y la distancia "x" con 35.fuerza ejercida sobre la carga q2. ** ¿Cuál ha de ser la distancia entre una está localizada en x = 0. F14 = 3. qc=240 uC(WPTERREL) en el origen. apuntando en la dirección x fuerza eléctrica que actúa sobre q1. ** La figura muestra tres esterillas A. encuentre a) los 36. ** Dos cargas iguales de 3.29 N i – 1. Calcule la (a) 2:34Ni. x = (–2. y = 0 es distancia d. negativa. ¿Dónde estén cada una en equilibrio. B y distancia una de otra. PTipler: F13 = 8.3 g cada una están colgadas de un componentes verticales de la fuerza punto común de hilos de seda que miden Lic.24×10–4 N j. Calcule la carga de C cargadas.0 .0 uC están sobre el eje y. 2 1/2x = – F21 = 2.0 uC está en x = -3.43×10–4 N i. 23. PTipler: 24. PTipler: 1.25 ) m = –1. y = 0 y otra carga Q está localizada en 31.4×10–2 N i (c)F12 = 2. q1 = 5.24×10–5 N i F34 = -1. puntual de -1. Suponga que q = 1. Joo En el punto a 82. q1=. ** En la figura. ** Dos esferas pequeñas presentan sobre ella es nula. Una segunda carga puntual de 6 uC se encuentra en x = 1 m.94 m de 28.18 µC cada F = 0. X =0.09/1. ** Una carga de 5 uC se encuentra sobre el eje y en y = 3 cm y una segunda carga de 5uC está sobre el eje y en y = -3 cm. y = 0.0 m.07µC y -3. F31 = –0.3 cm de una segunda carga F = 0.3 cm de la carga positiva y a 144cm de la carga positiva .643 N j.0 uC en x = 0.24×10–5 N j F24 = 3.7 N. (b) -0:642Nj F = –1.899 N i.12 X 10-6 F = 1.5×10–2 N I.19 N cuando se hallan a 1. Dos cargas positivas. MAGNETISMO Y OPTICA García R:a)1.4×10–2 N i. Se repelen entre sí con una fuerza de eléctrica que ahora opera sobre q1 Q2 = –3. (b) Hallar la fuerza ejercida sobre q1. Las dos cargas en los vértices opuestos son positivas y la otra es negativa. PTipler: 27.4×10–2 N I.27×10–3 N i – 3. y = 0.8 N j.8 N j. Determinar las coordenadas x e y de la posición en la cual un electrón estaría en equilibrio.04m. ** Tres bolas pequeñas.0 cm. +1. cada una de magnitud 3 nC.29 N i C se halla a 12.42 N j redondeado 26.14×10–5 N (i + j) F4 = 2.0 μC. Hallar la fuerza ejercida sobre q3. Determinar la fuerza ejercida por estas cargas sobre una cuarta carga q=+3nC situada en el vértice restante. PTipler: 21.75 cm.0 uC está en el eje x en x = 8 m.391 N i – 0. con una masa componentes horizontales y b) los de 13. q2 = 4. y=0.4m cada una de las tres cargas.77N.0uC está en el origen y q3 = -6. F = 0. ambas. b) Se R:24.935 m.28 µC la condición de que las esterillas B y C se hallan a una distancia de 61. PTipler: (a) localizada en el origen. 33. F2 = –8. ** La figura (a) muestra dos cargas.2 m. y = 0.4×10–2 N i. 22.0 uC 29.64×10–4 N j.0 cm. y una carga negativa de -6. (c) ¿En qué diferirán estas respuestas (a) y (b).48 X l0-6 C.5N a lo largo del bisector de ángulo en x = 17. Calcule una carga de 2 uC en x = 8. Cuando esta carga de 2 uC se sitúa que q1 = q2 = 21. Carlos E. ** Una carga de 5.16 N j magnitud de la fuerza entre ambas.2cm. F21 =2.uC está en x = 3. carga positiva.4×10–2 N i (b) F21 = –F12 = –2. La superficie puede encontrarse una tercera carga de es aislante y lisa. y = 0.1 m y una carga puntual q1 = 26.13µC y a=15.52m. y = 0. siendo 52. * Tres cargas puntuales están en el eje x. a) Determine la intensidad de la la fuerza eléctrica que opera sobre la carga 19. si q2 vale -6. F23 = (5. la fuerza que actúa introduce una tercera carga q3 = 21.8 i – 0. ** Una carga de -1.1 tercera de 4. ** Una carga puntual de -2.36 µC están x = 0. Suponga negativa.9×10–2 N i F1 = 1.136x10-5C and q2 = 1.6 j) F3 = 1.24x10-6C. una en el origen y la otra en y = 6 m.643 N j – 1. ** Dos cargas fijas.8m. están en los vértices de un cuadrado de lado 5 cm. Determinar la fuerza ejercida sobre una carga de 2 uC situada sobre el eje x en x = 8 cm. QA = 40 µC. una segunda carga de 2. q1 y fijas en los vértices de un triángulo equix = 4.07N 32. 30.3 µC y 34.5 m.66 N? R=1.0 uC está localizada en Fe=2. Determinar el valor de la se coloca como se indica en la figura (b). La fuerza que actúa sobre q2 mantenidas fijas y separadas por un látero cuyas lados miden 13.5uC está ELECTRICIDAD. Las cargas se hallan en reposo. µC para que la fuerza eléctrica de atracción Determinar las fuerzas que actúan sobre entre ellas tenga una magnitud de 5.0 uC? F12 =(8.0 m.6.3 µC y d = 1. b)3.6 µC la carga carga Q2.74N (RHALLIDAY) una.99×109×4×6×10–12/9) N i = 2. Encuentre la intensidad de la fuerza total.39×10–4 N)(0.899 N i + 1. de 4.0 uC está localizada FAC=FBC.3 µC y otra q2=-47. F = 0.0 cm.87 m.1×10–5 N (i + j). PTipler: Correcion -8. Hallar la fuerza ejercida sobre q1. PTipler: 1/2 eléctrica resultante que operan sobre la carga en el ángulo inferior izquierdo del cuadrado. Una tercera carga q3 = 2. modo que una fuerza neta no opere sobre ella? 21 32 1 2 3 31 25. QB = 90 µC. 1.17m de largo. ELECTRICIDAD. Carlos E. MAGNETISMO Y OPTICA García Lic.3cm por lado. Determine q = 1:29x10-7C cuelgan en las esquinas de un triángulo la carga de cada una. Tienen la misma carga y equilátero de 15. Joo . MAGNETISMO Y OPTICA . se pide encontrar la intensidad del ELECTRICIDAD. Determinar la distancia x en metros. Dado el siguiente sistema de cargas.10-7 C. siendo q1 = -6. si se sabe que el campo eléctrico resultante en P es nulo. Determinar la distancia x (en metros) para que la carga "2" se encuentre en la posición mostrada. 21.PRACTICA N°1B –CAMPO ELÉCTRICO: DISTRIBUCIONES DISCRETAS 20. 22. 2. (b) Determinar la magnitud y dirección de la fuerza sobre un protón en x . (b) Demostrar que cercano al origen. (Recuérdese que Ex es Sabiendo que la esfera se encuentra en negativo cuando E señala en el sentido equilibrio y cargada con q = 5. (a) ¿Cuál es el campo eléctrico en el origen? (b) ¿Cuál sería la fuerza que se ejercería sobre una carga de -4 ηC situada en el origen? 25.0 cm. b)-360N/C (en cm). ¿Cuál es la dirección y magnitud del campo eléctrico? 31. 36. y = 0.(b) x=2 m. que la gota de aceite queda en reposo. y = 1 m.56N/C. y las cargas son: q1 = -1. fuerza de 8. Explicar por qué deberá esperarse este resultado incluso antes de ser calculado. siendo el campo uniforme de 28. Calcular el campo eléctrico resultante en el 29. una está en y = a y la otra en y = -a.3 m.) pide encontrar la deformación del resorte R: a)1000N/C. Un resorte de material aislante tiene una a x tanto para valores positivos como constante de elasticidad k = 20 N/cm. MAGNETISMO Y OPTICA campo resultante en el punto P (en N/C).10-8 C. (a) Comparar la fuerza eléctrica ascendente ejercida sobre un electrón con la fuerza gravitatoria dirigida hacia abajo. (a) Determinar la magnitud y dirección del campo eléctrico en x = -3 m. y =2m. Ex vale aproximadamente 2kqx/a3. Una carga de 4. y = 0. una en el intensidad E= 6. ¿Dónde debe situarse una tercera carga de 6 µC para que el campo eléctrico en x = 0 sea cero? (R:2. Una carga puntual de 5 µC está localizada en x = 1 m. si: Q = 12 ηC.3 cm.38m) 34. origen y la otra en x = 8 m. de tal modo N/C).10-4 C. y = 1 m. (a) Determinar la magnitud y dirección del campo eléctrico en x = -1 m. ¿Cuál es el valor y dirección del campo eléctrico sobre el eje x en (a) x = 6 m y b) x = . Dos cargas puntuales. ¿Cuál es el valor de "Q" en ηC? 10-14 kg y una carga neta de 4.0 ηC están sobre el eje y en puntos y1 = +3 cm e y2 =-3 cm. negativos de x. cuando x es mucho menor que a.2√2.104 N/C. Si la carga q = 20 µC pesa 5 mN.. Dos puntos colocados a 2 m y a 5 m de (c) Si esta fuerza fuera debida a una carga una carga Q.4 m.10-8 C. (c) x=6 m y (d) x= 10 m. y = -2 m. ¿cuál sería el valor de dicha carga? tales que sus módulos difieren en 30. y --2 m. (c) Demostrar que para x mucho mayor que a. Una gota de aceite tiene una masa de 4 x 7. 35. 150N/C y que está dirigido hacia abajo. Cuando se coloca una carga testigo qo=2ηC en el origen. (a) Demostrar que el campo eléctrico en el eje x está dirigido a lo largo de dicho eje con Ex=2kqx(x2 + a2)-3/2. sabiendo además que la figura es un cuadrado de 3 m de lado. hallar E (en hacia abajo de la gravedad. (e) ¿En qué punto del eje x es cero el campo eléctrico? (f) Hacer un esquema de Ex en función de x. (a) ¿Cuál es el valor y dirección del campo eléctrico sobre el eje x en x = 4 cm? (b) ¿Cuál es la fuerza ejercida sobre una tercera carga q0 = 2 ηC situada en el punto x . cada una de ellas de +4µC. Una fuerza eléctrica dirigida hacia arriba 26. Una carga puntual de +5µC está localizada en x = -3. Dos cargas iguales positivas de valor q1=q2= 6. (b) Calcular la magnitud y dirección de la fuerza sobre un electrón situado en x = -1 m.27. se negativo de las x.8 x 10-19 C. están sobre el eje x.4. Una carga puntual de -5 µC está localizada en x .10-8 C. Dos cargas positivas iguales q están en eje y. Una segunda carga puntual de 12 µC está localizada en x= 1 m. se equilibra justamente la fuerza dirigida encuentra en equilibrio. Ex es aproximadamente 2kq/x2.0 µC está en el origen. y =3 m y otra de -4 µC está localizada en x = 2 m. 24. La Tierra tiene un campo eléctrico cerca de su superficie que es aproximadamente ELECTRICIDAD. y q3=1.10 m? (c) Hacer un esquema de la función Ex respecto 23. q2 = 1.0 x 10-4 N en la dirección positiva del eje de las y. Hallar el campo eléctrico sobre el eje x en (a) x =-2 m. tienen intensidades de campo situada sobre el eje y para y .4 cm? 33.0 cm y una segunda carga puntual de -8 µC está localizada en x = +4. (b) ¿Qué carga debería suministrarse a una moneda de 3 g para que el campo eléctrico equilibrase su peso cerca de la superficie de la Tierra? 32. P Parte A Parte B 1 1 36 35 1 2 2 34 34 3 3 3 32 33 5 4 4 30 32 7 5 5 28 31 9 6 6 26 30 11 7 7 24 29 12 8 8 22 28 15 9 9 20 27 17 10 10 18 26 19 11 11 16 25 21 12 12 14 24 23 13 13 12 23 25 14 14 10 22 27 15 15 8 21 29 16 16 6 20 31 17 17 4 19 33 18 18 2 18 35 19 19 35 17 2 20 20 33 16 4 21 21 31 15 6 22 22 30 14 8 23 23 29 13 10 24 24 27 12 13 25 25 25 11 14 26 26 23 10 16 27 27 21 9 18 28 28 19 8 20 29 29 17 7 22 30 30 15 6 24 31 31 13 5 26 32 32 11 4 28 33 33 9 3 30 34 34 7 2 32 35 35 5 1 34 . experimenta la acción de una punto "A ". ELECTRICIDAD. MAGNETISMO Y OPTICA .