UNIVERSIDAD DE ORIENTENCLEO DE ANZOTEGUIUNIDAD DE ESTUDIOS BSICOSDEPARTAMENTO DE CIENCIAS REA DE FSICAFSICA II (05-1824)CAPTULO ICARGA Y MATERIA OBJETIVOS ESPECFICOS:1. - Realizar unadescripcindecargaelctricacomounapropiedaddela materia.2. - Describir la materia. (Partculas elementales: Protn, neutrn y electrn.)3. - Describir las propiedades ms importantes de la carga elctrica. 3. a. - Comportamiento de dos cargas elctricas de igual signo y dos cargas elctricas de diferentes signos.3. b. - Principio de la conservacin de la carga elctrica.3. c. - Cuantizacin de la carga elctrica.3. d. - Fuerza entre las cargas elctricas.4. - Identificar las posibles diferencias entrelos materiales conductores y aisladores.5. - Discutir las definiciones de: a) Densidad de carga elctrica lineal. b) Densidad de carga elctrica superficial. c) Densidad de carga elctrica volumtrica.6.- Resolver problemas de densidad de carga elctrica.

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Ldl l q0 q=0S r ds ( )VdV r q0PROBLEMAS DE CARGA ELCTRCA1. - Un anillo de radio "a", tiene una densidad de carga:) 1 (cos + Adonde A y b son constantes y " " una variable angular. Hallar la carga elctrica total en el anillo.

a2. - Undiscoderadio"a" yconuna densidad de carga: siendo My a constantesy"r"unadistanciavariable radial. Hallar la carga elctrica total del disco. a3. -Unaesferahuecaderadios"a"y "b" respectivamente y tiene una densidad de carga:abrG4 siendoG, aybunasconstantesy"r" unadistanciavariableradial. Hallar la carga elctrica total de la esfera. ab

4. - Un cilindro de radio "a" y longitud "L" tiene una densidad de carga elctrica:arM2 siendo M una constante y " r " una distancia variable radial. Determinar la carga elctrica total en el cilindro.L a 5. - Determinelacargaelctricatotal en una barra de longitud "L", con una densidad deLxB2 , siendoB una constante y x una distancia lineal variable. L6. - Un semi-anillo de radio "a", tiene una densidad de carga:aAdonde A y a son constantes y " " una variable angular. Hallar la carga elctrica total en el anillo.

a7. - Un disco hueco de radios a y "b" respectivamente tiene una densidad de carga:abrB2 siendo B y b constantesy"r"unadistanciavariable radial. Hallar la carga elctrica total del disco. ab8. - Una esfera de radio "a", tiene una densidad de carga:arG4 siendo G, y a unas constantes y "r" una distancia variable radial. Hallar la carga elctrica total de la esfera.

9. - Un cilindro hueco de radios "a" y b respectivamente y longitud "h" tiene una densidad de carga elctrica: abrB2 siendo Buna constante y " r " una distancia variable radial. Determinar la carga elctrica total en el cilindro.L a b10. - Determine la carga total elctrica en una barra de longitud "L", con una densidadde B yb3, siendoBuna Lconstante y y una distancia lineal variable.LEY DE COULOMB.Objetivos Especficos:1. Definir y explicar la importancia de la Ley de Coulomb.2. - Identificarlasunidades de lasconstantes:deProporcionalidadK y permitividad del espacio 0.221210 89 , 822910 94 1m NCoyCm NoK 3. Resolver problemas utilizando la Ley de Coulomb para determinar la Fuerzaelctricaresultantedeunadistribucindecargaspuntualesy carga continua sobre una carga puntual dada. rqrdq qK F02.0PROBLEMAS DE FUERZA ELCTRICA.1.-Enuncuadrado delado8cm.se colocan tres cargas, una en cada vrtice, devalores: q1=4 C, q2=-6 Cy q3= 2 C. Hallar la fuerza resultante sobre una carga deprueba q0que se encuentra en el cuarto vrtice del cuadrado. q1 q2q0q32.- Un anillo de radio a con densidad de carga: + B(sen ) 3 donde Besunaconstantey unavariable angular. Hallar la magnitud y direccin de la fuerza resultante sobre una carga depruebaq0queseencuentra enun punto a una distancia "y" en eleje del anillo y perpendicular al plano del mismo.q0 y a 3.- Una carga de prueba se encuentra alolargodel ejedeunavarillade longitud "L" cargada uniformemente. Supongaquelapartculaestauna distancia "b" del extremo derecho de la varilla. Hallar lafuerzatotal sobrela carga de prueba qo.

Lbq04.- Un disco hueco de radios respectivamente a y b tiene una densidad de carga elctrica B rb2,siendo Buna constante y r una distancia variable radial, Hallar la fuerza resultante sobre una carga de prueba en eje perpendicular deldisco a una distancia "y".

a

b

5. Unabarradelgada, delongitud2L tiene una densidad de carga: LyB siendo B una constante e y una variable lineal. Determine la fuerza elctrica resultante sobre una carga puntuala una distancia x de la barra en la perpendicular bisectriz. x q0 2L

CAMPO ELCTRICOObjetivos Especficos:1. Discutir el concepto de Intensidad de Campo Elctrico. (E)2. Explicar la importancia de las Lneas de Fuerzas.3. Representacin del Campo Elctrico debido a:a) Una carga puntual.b) Una distribucin de cargas puntuales.c) Una distribucin continua de cargas.4. Plantear problemas para determinar elCampo Elctrico en un punto debido a una o varias cargas puntuales y a una distribucin continua de vargas. rnir iqK E12

rqrdqK E02 PROBLEMAS DE CAMPO ELCTRICO. 1.- Un anillo de radio a tiene una densidaddecarga cos A , siendo A una constante y una distanciavariable angular. Determinar el campoelctricoaunadistancia"y" en un punto sobre el eje del anillo perpendicular al plano del anillo. ya 2.- Un disco de radio "a" tiene una densidad de cargaraH , siendo H una constante y "r" una distanciavariableradial. Determinar el campo elctrico a una distancia "x" del plano del disco sobre su eje. x

a

3.- Una varilla no conductora de longitud L tiene una carga uniforme de -q. Hallar el campoelctricosobreun punto que est a una distancia "x" en la perpendicular bisectriz de la varilla.

Lx4.- Una barra de longitud 2L, tiene distribuida la carga totalen dos partes iguales de signo contrario de densidades respectivamente + y - . Determinar el campo elctrico a una distancia "y" sobre la perpendicular bisectriz de la barra. y 2L5.- Un disco de radio "b" tiene un orificio de radio "a" con una densidad de carga:br0 donde 0es una constante, "r" es una distancia variable radial. Hallarel campoelctricoauna distancia"x" del planodel discoalo largo de su eje. a x b6. Dos cargas puntuales de magnitud q estn separadas una distancia de 2a.Determine: a) La intensidad del CampoElctricoresultanteenel punto p situado en la perpendicular bisectriz aunadistancia2a del segmentoque Pune las cargas. b) En que punto se debe colocar una carga de magnitud qo para que la intensidad del campo elctrico en p sea nulo. c) Determinar la intensidad del campo elctrico resultante en el centro de la lnea que une las cargas. 2a 2aLEY DE GAUSS.Objetivos especficos:1. Explicar el concepto de Flujo de campo elctrico. (e). S d EE2. Explicar la importancia de la Ley de Gauss. 3. Explicar que en un conductor en equilibrio electrosttico la en exceso se encuentra en la superficie del conductor y que en su interior el campo elctrico es nulo.4. Explicar que el campo elctrico en la superficie (fuera del conductor) tiene una magnitud de: oE5. Aplicacin de la Ley de Gauss, mediante la aplicacin de problemas tipos.

S d Enetaq0PROBLEMAS DE LA LEYDE GAUSS.1.- Un cilindro no conductor de radio "a" ydelongitud"L"poseeunadensidad de carga constante y tiene una cantidad de carga q = 8Q. Hallar el campo elctrico para:a) r < a,b) r > a aL2,- Unaesferamaciza, noconductora de radio "b" tiene una carga "4Q" distribuida uniformemente. Si en su interior tiene un orificio de radio "a" Determine el campo elctrico en las siguientes regiones:a) r < ab) a < r < b c) r > b

a b3.- Un cilindro no conductor de radio "a" y longitud"L' tieneunadensidadde carga: G rab2donde Ges una constantey"r" unadistanciavariable radial. Esteseencuentrarodeadopor una concha cilndrica conductora de radio "b" y con una carga total de -5Q. Hallar el campo elctrico para:a) r < a b) a < r < bc) r > b

abL4.- Una esfera no conductora de radio "a"y conunorificioderadio"b" tiene una densidad de carga: 11]1

cdrarbM donde M es una constante y "r" una distancia variable radial. Siest rodeado por un cascarn esfrico no conductor de radio "c" y "d" respectivamente con una cargatotal de4Q. Hallar el campo elctrico en:a) r < ab) a < r < b c) b < r < cd) c < r < dye) r > d

d aC b5.- Dos cascarones esfricos metlicos concntricos entre si y de radios " a" y " b" respectivamente tienen cargas elctricas ensus superficies de8Q para el primer cascarn de radio "a" y -5Qparael otro. Determineel campo elctrico para:a) r < a b) a < r < b c) r > b

b a