MINISTERIO DE EDUCACIN VICEMINISTERIO DE EDUCACIN

DIRECCIN NACIONAL DE EDUCACIN MEDIA

ESPECIALIDAD: Fsica MODULO: IV Electricidad JORNADA: 2 y 3

Gua de ejercicio sobre fuerza elctrica y campo elctrico.

1. La fuerza electrosttica que experimenta una carga de prueba positiva cerca de un electrn es :

a) Hacia el electrn c) Alejndose del electrn

b) Cero d) Algunas veces de atraccin y otras de repulsin

2. Dos cargas puntuales de la misma magnitud se atraen con una fuerza de 2.0 N cuando estn separadas 4.0 mm; Cual es el campo de una de ellas en el lugar de la otra:

3. La unidad de Campo elctrico en Sistema Internacional (SI) es :

a) Joule b) Newton sobre Amperio c) Culombio sobre amperios d) Unidad electrosttica

4. Cuando se duplica la carga de un cuerpo puntual, el campo a la misma distancia se :

a) Se reduce a la mitad b) Se duplica c) Se reduce a la cuarta parte d) Se cuadriplica

5. En tres vrtices de un cuadrado de 40 cm de lado se han situado cargas elctricas de 125 . Calcula el campo elctrico en el cuarto vrtice.

6. Dos cargas elctricas 1 = 5 y 2 = 4 estn separadas 30 . Se coloca una tercera carga 3 = 2 sobre el segmento que une 1 y 2 a 10 de 1 . Calcular la fuerza elctrica que acta sobre 3 .

7. Dos cargas elctricas puntuales de 4 10 8 y 3 10 8 estn separadas 10 en el aire. Calcular: a) el Campo elctrico en el punto medio del segmento que las une; b) el Campo elctrico en un punto situado a 8 cm de la primera carga y a 6 cm de la segunda; c) la Fuerza elctrica sobre una carga de 5 10 9 al situarse en este punto.

8. La separacin entre dos placas metlicas cargadas es de 15 en el vaco. El campo elctrico entre

las placas es uniforme y tiene una intensidad de 3000 . Un electrn ( = 1.6 10 19 ,

= 9.1 10 31 ) se suelta desde el reposo en un punto P justamente sobre la superficie de la placa negativa; a) cunto tiempo tardar en alcanzar la otra placa; b) cul ser la velocidad a la que estar viajando justamente antes de que golpe?

9. Una pequea esfera a suspendida y cargada positivamente atrae a otra pequea esfera b, de masa 1 , colocada en la vertical que pasa por el punto de suspensin de la primera, a 10 de sta, como lo muestra la figura. Sabiendo que la carga de b es igual y opuesta a la de a y que b queda en equilibrio en el aire, determinar:

a) La carga de cada uno de los cuerpos

b) El nmero de electrones perdidos por el cuerpo al adquirir la carga

c) El campo elctrico debido a la esfera a, en el punto donde se encuntrala esfera b.

10. En el sistema cgs de Gauss, la ley de Coulomb se expresa en la forma F = q1q2/r2, sin constante de proporcionalidad. Deduzca las unidades de la carga en ese sistema.

11. Una carga puntual Q = 15 nC, se encuentra en el punto x = 1.0 m, y = 2.0 m, z = 0. Determine el vector de campo elctrico en el punto x = 2.0 m, y = 1.0 m, z = 1.0 m.

12. Una esfera de corcho, cuya masa m = 1.0 g y su carga es de 150 nC, cuelga de un hilo en una regin que tiene un campo elctrico horizontal uniforme de intensidad E = 1.0 104 N/C. Qu ngulo forma el hilo con la vertical?

13. Qu campo elctrico se requiere para sostener un electrn (masa = 9 10 31 g) contra la gravedad? 14. Se colocan tres cargas puntuales, dos + q y una q, en los vrtices de un tringulo equiltero cuyos

lados miden L. Determine el campo elctrico en el centro del tringulo. 15. Una carga puntual de 20.0 nC est en el origen. Una segunda carga de 30.0 nC est en el eje z en z =

1.00 m. Determine el campo elctrico en el punto x = 0, y = 2. 00 m, z = 1.00 m. 16. Dos cargas puntuales, cada una de 15 nC, estn en el eje x en x = 1.0 m y x = 1.5 m. Determine el

campo elctrico como funcin de la posicin en el eje x. 17. Un electrn est situado en un campo elctrico uniforme de 1.5 104 N/C. Determine su aceleracin 18. Tres cargas positivas de 1.0 10 5 C cada una, se colocan en cada vrtice de un tringulo equiltero de

10.0 cm por lado. Calcule la fuerza sobre una cuarta carga de 1.0 10 8 C colocada a la mitad de uno de los lados del tringulo

19. En las tres figuras que se muestran en cada vrtice hay una carga fija. Considere el campo elctrico neto en el centro C de cada rectngulo. Clasifique las magnitudes de los campo en orden decreciente (primero el ms grande). Justifique su clasificacin.

10cm

b

a

20. Se tienen cuatro cargas, cada una de magnitud 2.0 C. Dos son positivas y dos son negativas. Las cargas estn fijas en los vrtices de un cuadrado, de modo que la fuerza sobre cualquier carga est dirigida hacia el centro del cuadrado. Encuentre la magnitud de la fuerza electrosttica neta experimentada por cualquiera de las cargas.

21. Dos bolas idnticas muy pequeas estn suspendidas por hilos separados de 0.25 m que estn fijos a un punto comn en el techo. Cada bola tiene una masa de 8.0 X 10 -4 kg. Al inicio las bolas carecen de carga y cuelgan directamente hacia abajo. Luego, se les proporcionan cargas positivas idnticas y, como resultado, se separan entre si formando, un ngulo de 36 entre los hilos. Determine a) La magnitud de la carga en carda bola y b) la tensin en los hilos

22. en la figura se muestran dos cargas positivas q 1 y q 2 fijas a una circunferencia. En el centro de la circunferencia las cargas producen un campo elctrico neto dirigido hacia arriba sobre el eje vertical. Determine la razn q 1 / q2

23. La magnitud del campo elctrico entre las placas de un capacitor de placas paralelas es 480 N/C. una moneda de plata se coloca entre las placas, orientada paralelamente a estas. a) sin considerar los bordes de la moneda, encuentre la densidad de carga inducida en cada cara de la moneda b) Si la moneda tiene un radio de 1.9 cm., encuentre la carga total en cada lado de la moneda.

24. Una partcula de masa 3.8 X 10 -5 kg y carga + 12 C se deja caer a partir del reposo en un regin en la que hay un campo elctrico constante de 470 N/C. a) Cul es la aceleracin de la partcula debido al campo elctrico? b) Cun rpido se mueve la partcula despus de haber recorrido 2.0 X 10 -2 m.

25. Unas carga de +q estn fijas en tres de los vrtices de un cuadrado. En el vrtice restante se coloca una carga, de modo que en la carga diagonalmente opuesta no haya ninguna fuerza electrosttica neta activa. Qu carga (magnitud y signo) se coloca en el vrtice vaco? Expresar la respuesta en trminos de q . Cul es la magnitud del campo elctrico en el punto donde se coloca la carga?

C

- q

+ q + q

- q

C

+ q

- q + q

- q

C

- q

- q + q

+ q

70.0 20.0

q 1

q 2