UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO DE MONAGAS GUIA #1 DE FÍSICA II (005-2134) a) La separación entre dos protones en una molécula es de 3.80x10-10 m. Hallar la fuerza eléctrica ejercida entre ellos b) ¿Cómo se compara la magnitud de esta fuerza con la de la fuerza de gravitación que existe entre ambos protones? c) ¿Qué pasaría si? ¿Cuál deberá ser la relación carga- masa de una partícula si la magnitud de la fuerza gravitacional entre dos de estas partículas es igual a la magnitud de la fuerza eléctrica que ejercen entre ellos? 2. En las esquinas de un triángulo equilátero existen tres cargas puntuales, como se ve en la figura, Calcule la fuerza eléctrica total sobre la carga de valor 7.00 µC. ambos. b) Si esta fuerza es la que causa la aceleración centrípeta del electrón, ¿cuál es su rapidez? 6. En la figura, determine el punto (distinto del infinito) en el cual el campo eléctrico es igual a cero. 1. 3. Dos esferas pequeñas con cargas positivas 3q y q están fijas en los extremos de una varilla aislante horizontal, que se extiende desde el origen hasta el punto x = d. Como se puede observar en la figura, existe una tercera esfera pequeña con carga que puede deslizarse con libertad sobre la varilla. ¿En qué posición deberá estar la tercera esfera para estar en equilibrio? Explique si puede estar en equilibrio estable. ¿Cuál será la magnitud y la dirección del campo eléctrico que equilibre el peso de a) un electrón y b) un protón? 8. En los vértices de un triángulo equilátero existen tres cargas, según se muestra en la figura del problema dos. a) Calcule el campo eléctrico en la posición de la carga de 2.00 µC debido al campo de las cargas de 7.00 µC y de -4.00 µC. b) Utilice la respuesta del inciso a) para determinar la fuerza ejercida sobre la carga de 2.00 µC. 9. Dos partículas con carga de 2.00 µC están localizadas sobre el eje x. Una está en x = 1.00 m y la otra en x = -1.00 m. a) Determine el campo eléctrico sobre el eje y en y = 0.500 m. b) Calcule la fuerza eléctrica ejercida sobre una carga de -3.00 µC colocada sobre el eje de las y en y = 0.500 m. 10. En las esquinas de un cuadrado de lado a, como se muestra en la figura, existen cuatro partículas con carga. a) Determine la magnitud y dirección del campo eléctrico en la ubicación de la carga q. b) ¿Cuál es la fuerza eléctrica total ejercida sobre q? 7. Una varilla de 14.0 cm de largo tiene una carga uniforme y su carga total es de 22.0 µC. Determine la magnitud y dirección del campo eléctrico a lo largo del eje de la varilla en un punto a 36.0 cm de su centro. 12. Un anillo con un radio de 10.0 cm con carga uniforme tiene una carga total igual a 75.0 µC. Determine el campo eléctrico sobre el eje del anillo a las siguientes distancias del centro del mismo: a) 1.00 cm, b) 5.00 cm, c) 30.0 cm y d) 100 cm. 13. Un disco con carga uniforme con un radio de 35.0 cm tiene una densidad de carga de 7.90x10 -3 C/m2 . Calcule el campo eléctrico en el eje del disco a a) 11. Dos pequeñas esferas conductoras idénticas se colocan de forma que sus centros se encuentren separados 0.300 m. A una se le da una carga de 12.0 nC y a la otra una carga de -18.0 nC. a) Determine la fuerza eléctrica que ejerce una esfera sobre la otra. 5. En la teoría de Bohr sobre el átomo de hidrógeno, un electrón se mueve en una órbita circular alrededor de un protón, el radio de la órbita es 0.529x10 -10 m. a) Encuentre el valor de la fuerza eléctrica ejercida entre 4. 0 cm.00 cm antes de llegar al reposo.60 x 10 3 N/C.50 x 10 m/s en dirección horizontal.5. c) 50. b) ¿En qué intervalo de tiempo el protón alcanza esta rapidez? c) ¿Qué distancia recorre en ese intervalo de tiempo? d) ¿Cuál es su energía cinética al final del intervalo? 5 20. demuestre que el campo de una varilla de longitud infinita es igual a E=2k eλ/y. a una distancia y de la varilla a lo largo de su bisectriz perpendicular. Un protón es proyectado en la dirección positiva de x al interior de una región de un campo eléctrico uniforme N/C en el instante t 0. . (a) Yanetzi Ramos. Prof. El protón recorre una distancia de 7. el centro del semicírculo. a) Demuestre que el campo eléctrico en P. Una varilla delgada de longitud l y con carga uniforme por unidad de longitud λ yace a lo largo del eje x. radio R y una altura h. como se muestra en la figura. se dobla en la forma de un semicírculo. Determine el campo eléctrico en un punto a una distancia d del lado derecho del cilindro. Poco tiempo después su rapidez es de 1.0 cm y d) 200 cm del centro del mismo. no tiene componente en x y está dado por E=2k eλsinθo /y.0 cm de longitud. Determine a) la aceleración del protón. ya que v es mucho menor que la rapidez de la luz) a) Determine la aceleración del protón. Una barra aisladora uniformemente cargada. a) Considere un cilindro con una pared delgada uniformemente cargada con una carga total Q. 16.00 cm horizontalmente. b) ¿Qué pasaría si? Utilice el resultado obtenido en el inciso a).20 Mm/s (no relativista. Se proyectan varios protones con una rapidez inicial v0 =9. de 14. 19. como se muestra en la figura.50 µC. b) 10. Encuentre la magnitud y dirección del campo eléctrico en O. b) su desplazamiento vertical durante el periodo que viaja los 5. b) ¿Qué pasaría si? Piense ahora en un cilindro sólido de las mismas dimensiones y con la misma carga distribuida uniformemente en su volumen. 14.00 cm horizontalmente y c) las componentes horizontales y verticales de su velocidad después de haber recorrido dicha distancia.27 mm del punto por donde los protones atraviesan el plano y entran en el campo eléctrico.55 km/s en una región donde está presente un Prof. Un protón se mueve a 4. como se muestra en la figura. La barra tiene una carga total de -7. campo eléctrico uniforme = (720 ) N/C. 17. Antonio Luigi. como se muestra en la figura. Calcular el campo que genera en el mismo punto. (Sugerencia: primero calcule el campo en P debido a un elemento de longitud dx con una carga λdx.00 cm. b) su rapidez inicial y c) el intervalo de tiempo en el cual el protón queda en reposo. Si ignora cualquier efecto debido a la gravedad. A continuación cambie las variables de x a θ mediante las correspondencias x=ytanθ y dx=ysec2 θdθ e integre a través de θ). determine a) el intervalo de tiempo requerido para que el protón recorra 5. Un protón se acelera a partir del reposo en un campo eléctrico uniforme de 640 N/C. y entra en un campo eléctrico vertical uniforme con una magnitud de 9. Determine a) los dos ángulos de proyección θ que logren el resultado esperado y b) el tiempo de vuelo (intervalo de tiempo durante el cual el protón pasa por encima del plano en la figura) para cada una de las trayectorias. Los protones deben alcanzar un objetivo que se encuentra a una distancia horizontal de 1. 18. 15.