Cátedra: FÍSICA 2Unidad Temática 1 ELECTROESTÁTICA 2014 TP N° 2 Preguntas 1.- Explique porqué las líneas de campo eléctrico no pueden hacer la forma de un lazo cerrado. 2.- Explique porqué las líneas de campo eléctrico nunca se cruzan. 3.- La figura 1 muestra las líneas de fuerza correspondientes a un sistema de dos cargas puntuales. a)¿Cuáles son los valores relativos de las cargas? b)¿Cuáles son los signos de las cargas? c)¿En qué regiones del espacio es más intenso el campo eléctrico? ¿En cuales es más débil? 4.- Si el flujo neto a través de una superficie gaussiana es cero, cuáles de las siguientes afirmaciones son verdaderas?. Justificar. a. No existe carga en el interior de la superficie. b. La carga neta en el interior de la superficie es cero. c. El campo eléctrico es cero en cualquier punto sobre la superficie. d. El número de líneas de campo eléctrico que entran en la superficie es igual al número de líneas que salen de la superficie. 5.- Una superficie gaussiana esférica encierra una carga puntual q. Describa qué sucede con el flujo a través de la superficie, si: a. La carga es triplicada. b. El volumen de la esfera se duplica. c. La forma de la superficie se cambia por un cubo. d. La carga es movida a otra posición dentro de la superficie. 6.- Si existen más líneas de campo eléctrico saliendo de una superficie gaussiana que las que entran en la superficie, ¿Qué puede concluirse sobre la carga neta encerrada en la superficie? 7.- Si la carga total dentro de una superficie cerrada se conoce pero la distribución de carga no está especificada, ¿Podría utilizar la Ley de Gauss para determinar el campo eléctrico? Dé una explicación. 8.- Una carga puntual se coloca en el centro de una esfera no cargada y aislada de tierra. Al mover la carga puntual fuera del centro, describa qué pasa con: a) La carga total inducida sobre el cascarón. B) La distribución de carga en las superficies interior y exterior del cascaron. 9.- Explique porqué el exceso de carga en un conductor debe residir en su superficie, utilizando la repulsión natural entre cargas iguales y la libertad de movimiento de las cargas en un conductor. 10.- Dos esferas sólidas, ambas de radio R, tienen una carga total idéntica Q. Una esfera es conductora y la otra es un aislante. Si la carga sobre la esfera aislante se distribuye uniformemente en todo su volumen, ¿cómo es el campo eléctrico fuera de las esferas? ¿Son los campos eléctricos idénticos en el interior de las esferas? Figura 1 Ley de Gauss c)La superficie entera de la caja. 02. la expresión del campo eléctrico dentro y fuera del cilindro. . descargado.2·10-5/π [C/m3]. junto con las cargas –2Q. b) La carga neta sobre la esfera conductora hueca. como muestra la figura 03. y D . b)La superficie inclinada (A). 05. S1 a S4. Está rodeada por un casquete metálico esférico de ri = 20 cm y re = 22 cm .Una esfera de 5 cm está uniformente cargada con una densidad de carga de 1. Encuentre el flujo a través de cada superficie. C . 06. en el interior (r<5) y en el exterior (r>5) de la esfera cargada. Calcule la intensidad del campo eléctrico a las siguientes distancias desde el centro de la esfera: a) 0 cm. El campo eléctrico en el punto P con rp = 40 cm. macizo. b) 10 cm. Determinar. 04..Cuatro superficies cerradas. Problema 04 Problema 06 07. siendo rA = 15 cm . y rD = 35 cm . Grafique E = f(r). Calcular el módulo del campo eléctrico a una distancia r del centro. c) 40 cm. ¿Cuál es el flujo eléctrico a través del área si la superficie se encuentra: a)En el plano yz(A’). suponga que el campo eléctrico en un punto a 10 cm es de 3600 N/C radialmente hacia adentro. Problema 01 Problema 02 03. tiene una carga q . de 5 cm de radio está uniformemente cargado en todo su volumen con una densidad de carga de 4·10-6 C/m3.9 x 104 N/C como se muestra en la figura 1.Para la configuración que se ve en la figura. mientras que el campo en un punto a 50 cm del centro es de 200 N/C radialmente hacia afuera. c) La carga total en las superficies internas y externas de la esfera conductora hueca.Problemas 01.Una esfera sólida de radio 40 cm tiene una carga total positiva de 26 µC uniformemente distribuida en su volumen..... d) 60 cm. es de 200 N/C. Calcular la carga q y determinar el campo eléctrico en los puntos A . +Q y –Q se dibujan en la figura 2. razonadamente. Encuentre : a) La carga sobre la esfera aislante.Una esfera metálica de 10 cm de radio.Un cilindro muy largo...Considere una caja triangular en un campo eléctrico E = 6. B . Problema 10 r<a r>a r>a 12.152·10-9 C. Calcular el módulo del campo eléctrico..Sea un sistema formado por dos esferas de radio a=4cm. Obtener razonadamente la expresión del campo eléctrico en el interior y en el exterior de dicha placa. La de la derecha es una esfera conductora cargada con -2.08. Representar el módulo del campo eléctrico en función de la distancia a la placa.Una placa plana. está uniformemente cargada. con una densidad de carga de ρ=2 10-8 C/m3.0·10-9 C. para r<a y r>a. Problema 07 Problema 08 Problema 09 10 . 09.Dos cilindros coaxiales muy largos. indefinida de espesor 2d=2 cm. La de la izquierda cuyo centro está situado en el origen y tiene una carga uniformemente distribuida en todo su volumen de 1. Utilice la ley de Gauss en todas las regiones para determinar el campo eléctrico. Problema 10 11.Una placa plana.Un volumen que está entre r = 2 m y r = 4 m contiene una densidad de carga ρ C/m3. está uniformemente cargada. la expresión del campo eléctrico de cada esfera aisladamente en función de la distancia a su centro r. Determinar. con una densidad de carga de σ=2/π 10-9 C/m2. El primero que tiene un radio de 2 cm y es un conductor cargado con una carga por unidad de longitud de 9·10-9 C/m El . uno macizo y otro hueco están cargados. su centro está a 12 cm de la primera. estime el campo eléctrico producido por la misma para distancias de la esfera d>R y d<R 3. 2. Resolver el ejercicio 11 del practico 1 y el problema adicional 3 usando la ley de Gauss. Una carga q se sitúa en un punto P del espacio. 8<r cm. Una esfera no conductora de radio R uniformemente cargada se ubica en una región del espacio. determine el campo eléctrico y la fuerza eléctrica que opera en q. . b) Representar el campo en función de la distancia radial Problemas propuestos 1. está uniformemente cargado en todo su volumen con una densidad -4/π·10-6 C/m3. a) Determinar la expresión del campo eléctrico en las distintas regiones: r<2. 5<r<8. 2<r<5.hueco de radio interior 5 cm y radio exterior 8 cm. cercano a dicho punto se ubican tres cargas puntuales.