Tarea de Carga y Campo Eléctrico Física II – P3Problema 01 Dos esferas conductoras idénticas, fijas en un lugar, atraen una a la otra con una fuerza electrostática de 0,108 N cuando están separadas por 50 cm, de centro a centro. Las esferas son entonces conectadas mediante un hilo conductor. Cuando el hilo conductor es removido las esferas se repelen con una fuerza electrostática de 0,360 N. ¿Cuáles fueron las cargas iniciales de las esferas?. Problema 02 Las cargas y coordenadas de dos partículas cargadas fijas en el plano xy son: q1 = +3.0 μC, x1 = 3,50 cm, y1 = 0,50 cm, y q2 = - 4.0 μC, x1 = -2 cm, y2 = 1,50 cm. (a) Encontrar la magnitud y dirección de la fuerza electrostática sobre q2. (b) Donde podría Ud. localizar una tercera carga q3 = +4 μC tal que la fuerza electrostática sobre q2 sea nula. Problema 03 Dos esferitas pequeñas con cargas iguales y masas m se suspenden de hilos de seda de longitud L a un mismo punto, la distancia entre ellas es x << L. determine la velocidad de fuga de las cargas 𝑑𝑞⁄𝑑𝑡 de cada una de las esferitas, si la velocidad de su aproximación varía según la ley 𝑣 = 𝛽⁄√𝑥 , donde β es un constante. Problema 04 Una esferita de masa m y carga Q que está suspendida de un hilo de longitud L, gira alrededor de una carga inmóvil como se muestra en la figura. Si α es el ángulo que forma la dirección del hilo con la vertical. Determine la velocidad angular ω con la cual la esfera gira uniformemente y la tensión en el hilo. Tarea de Carga y Campo Eléctrico Física II – P3 Problema 05 Una pequeña cuenta de masa m y carga +q está restringida a deslizarse sin fricción a lo largo de la barra delgada de longitud L. Demuestre que si x << L. la carga por unidad de longitud a lo largo del semicírculo es no uniforme y está dada por λ = λo cos . La carga total sobre el semicírculo es Q. 06. b. Determine el período de la oscilación de la masa m si ésta se desplaza ligeramente una pequeña distancia del centro de la barra y luego se deja libre. 07. donde x es la distancia medida desde el punto medio de la barra. como se muestra en la figura. como se muestra en la figura. Campo de una varilla con carga uniforme en puntos sobre el eje y Una barra no conductora de longitud L con una densidad de carga uniforme λ y una carga total Q está localizada a lo largo del eje x. En los extremos de la barra existe sendas cargas +Q fijas. . Determine el campo eléctrico en el centro del semicírculo. como se muestra en la figura. Campo de un arco de circunferencia con carga no uniforme Un tubo delgado cargado positivamente tiene la forma de un semicírculo de radio R. a. localizado a una distancia y del eje que contiene a la barra. Obtener una expresión para la fuerza eléctrica sobre la carga q debido a las cargas Q en función de la distancia x. la fuerza está dirigida hacia el centro de la varilla y tiene una magnitud proporcional a x c. Determine el campo eléctrico en el punto P. sin embargo. ¿cuál es la fuerza sobre el electrón?.Tarea de Carga y Campo Eléctrico Física II – P3 08. La magnitud del campo eléctrico es ajustado hasta que la fuerza gravitacional (peso) de la gota de aceite es exactamente equilibrado por la fuerza eléctrica. Un electrón es lanzado horizontalmente dentro de un campo uniforme producido por dos placas cargadas opuestamente. la fuerza tiende al resultado esperado k(λL)2/d2. como muestra la figura. Experimento de Millikan Una gota de aceite de radio r = 1. 09. ¿Cuál es el desplazamiento vertical total del electrón desde t = 0.851 g/cm3 es dejada caer desde el reposo y entonces entra dentro de una región donde existe un campo eléctrico externo uniforme E aplicado en dirección descendente. hasta que golpea la pantalla?. b) ¿Cuál es la aceleración del electrón cuando este entre las placas?.1.92 x 105 N/C j . (a)¿Cuál es la masa de la gota de aceite?. (b) Demostrar que cuando d >> L. ¿Cuál es el tiempo t1 que demora el electrón en abandonar las placas? d) Suponga que el electrón ingresa al campo eléctrico en el tiempo t = 0. 10. La gota de aceite tiene una carga eléctrica q desconocida (debido a la irradiación por rayos X). c) Las placas tienen una longitud L1 en la dirección x. f) ¿Cuál es el ángulo 1 con la horizontal cuando el electrón abandona las placas a t1?. a) Mientras la partícula este entre las placas.64 m y densidad de masa aceite = 0. Suponga que el equilibrio ocurre cuando el campo eléctrico es E = . e) ¿Cuál es el desplazamiento vertical del electrón después de t1 cuando abandona las placas?. (a) ¿Cuál es la fuerza que una carga lineal ejerce sobre la otra?. (b)¿Cuál es la carga de la gota de aceite en unidades de carga del electrón (e)?. g) El electrón golpea la pantalla a una distancia L2 después de abandonar las placas en un tiempo t2. . perpendicular a E. Fuerza entre varillas cargadas Dos cargas lineales uniformes e iguales de longitud L están situadas sobre el eje x separadas una distancia d como indica la figura. ¿Cuál es la velocidad del electrón en el tiempo t1 cuando abandona las placas?. La partícula tiene una velocidad inicial v = vo i. Movimiento de una carga perpendicularmente a un campo eléctrico.