practica 2 fisica iii - campos electricos

7/25/2019 Practica 2 Fisica III - Campos Electricos

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1. PRACTICA 19-2

1. Determinar el campo elctrico resultante (en N/C)

en el punto P debido a las cargas q1=+2C y q2=!C"

#) $% &) $' C)2 D) 1! ) 12

2. *abiendo que el campo elctrico resultante en el

punto P es nulo calcular el ,alor de -" (en m)"

q1=1.'nC y q2=+.nC

#) % &) . C) D) $ ) 1

3. ostradas las posiciones de dos cargas puntuales

q1=2C y q2=0C e,ala la intensidad del campoelctrico resultante (n 3N/C) en el ,rtice del

4ngulo recto"

#) 0 &) 0$ C) 0. D) 05 ) 1!4. Calcular la intensidad del campo elctrico

resultante (en 3N/C) en el punto # si 6=$2nC y

d=2cm"

5. n los ,rtices de un tri4ngulo se 7an colocado

dos cargas elctricas de magnitudes 61=12.nC y

62=+125nC separadas una distancia de m como

muestra la 8igura" Determinar la intensidad

resultante del campo elctrico (en N/C) en el

,rtice #"

6. n el sistema mostrado 61=$nC y 62=+.nC

e,aluar el campo elctrico resultante en P"

#) 5 &) . C) $ D) 2 ) %

7. Cu4l debe ser la intensidad de un campo elctrico

(en 3N/C) capa9 de sostener una es8era de .g que

posee una carga de . uC:

#) 1 &) 1' C) 2' D) .' ) 1''

8. *i la intensidad del campo elctrico uni8orme es

y la magnitud de la carga en la es8era es q"

determinar el peso de la es8era si esta se

encuentra en equilibrio"

#) /q &) q/ C) q D) q2 ) q/29. Determine el ,alor de ;q (en uC) tal que la

intensidad del campo sea 7ori9ontal" 6=$2uC"

#) % &) 12 C) 2 D) !2 ) 22

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FISICA 3

10. *i en el sistema mostrado se considera que el

campo elctrico es constante dentro del ascensor q=0mC con el e?ex. l

campo elctrico tiene la direccinypositi,a y su

magnitud es de $.-1'$N/C" *obre cu4l placa y

en qu lugar c7ocar4 el electrn:

59. MMBn electrn cuya energJa cintica es 2-1'1%

se mue,e 7acia la derec7a a lo largo del e?e de un

tubo de rayos catdicos como se indica en la

8igura 22"$" n la regin comprendida entre las

placas de8lectoras e-iste un campo elctrico de

,alor E=(2-1'N/C)?" n cualquier otro sitio ='"

(a) # qu distancia del e?e del tubo se encuentra

el electrn cuando alcan9a el e-tremo de las

placas:

(b) &a?o qu 4ngulo respecto al e?e se mue,e el

electrn:

(c) # qu distancia del e?e se encuentra el

electrn cuando c7oca contra la pantalla

8luorescente:

60. MMBna bola de carga conocida q y masa

desconocida m, inicialmente en reposo cae

libremente desde una altura en un campo elctrico

uni8orme dirigido ,erticalmente 7acia aba?o" Ea

bola c7oca contra el suelo a una ,elocidad ' =

2()1/2. Determinar m en 8uncin deE, q y

.*=Eq/61. Bna partJcula de carga $ - 1'0C est4 situada en

un campo elctrico constante y dirigido 7acia laderec7a" #l mo,erlo 7acia la i9quierda ''.m el

traba?o que debe reali9ar una 8uer9a e-terna es

!-1'. y produce un cambio en su energJa

cintica de . - 1'. " Determinar el ,alor delcampo elctrico"' = 1"/ #C

Dipolos elctricos

62. MDos cargas puntuales q1= 2' pC y q2=2'

pC est4n separadas a una distancia de m..

(a) Cu4l es el momento dipolar de este par decargas:

(b) Facer un dibu?o del par e indicar la direccin

y sentido del momento dipolar"

R&(8#10-18'.C$

63. MBn dipolo de momento '. %.m se coloca en elinterior de un campo elctrico uni8orme de ,alor

' - 1'N/C" Cu4l es el ,alor del momento

e?ercido sobre el dipolo cuando

(a) el dipolo es paralelo al campo elctrico

(b) el dipolo es perpendicular al campo elctrico

y

(c) el dipolo 8orma un 4ngulo de $'> con elcampo elctrico:

(d) Determinar la energJa potencial del dipolo en

el campo elctrico en cada caso"

a='< bA

64. MMl campo elctrico de un dipolo orientado a lo

largo del e?ex decrece en la 8orma 1/x3en la

direccinx y en la 8orma 1/y$en la direcciny.

Fsica General

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FISICA II

ediante el an4lisis dimensional demostrar que en

cualquier direccin el campo le?os del dipolo

disminuye en la 8orma 1/r$"

65. MMBna molcula de agua tiene su 4tomo de

o-Jgeno en el origen un ncleo de 7idrgeno enx

= ''55 nmy = ''.! nm y el otro ncleo de

7idrgeno enx= ''55 nmy=''.! nm" *i loselectrones del 7idrgeno se trans8ieren

completamente al 4tomo de o-Jgeno de modo que

ste adquiere una carga de -2%, cu4l ser4 el

momento dipolar de la molcula de agua: sta

caracteri9acin de los enlaces quJmicos del aguacomo totalmente inicos es una apro-imacin que

sobrestima el momento dipolar de una molcula

de agua"

66. MMBn dipolo elctrico se compone de dos cargas+q y -q separadas a una distancia muy pequeIa

2a. *u centro est4 en el e?ex enx=x1y a lo largo

del mismo 7acia los ,alores positi,os de lasx. ldipolo est4 en el interior de un campo elctrico no

uni8orme que tiene tambin la direccinx dada

por = Cxi, siendo C una constante"

(a) Fallar la 8uer9a e?ercida sobre la carga

positi,a y la e?ercida sobre la carga negati,a y

demostrar que la 8uer9a neta sobre el dipolo es

C)i"

(b) Demostrar que en general si un dipolo demomento p est4 sobre el e?ex en un campo

elctrico que tiene la direccinx, la 8uer9a

neta sobre el dipolo ,iene dada

apro-imadamente por (Ex/x)i.67. MMMBna carga puntual positi,a +6 est4 en el

origen y un dipolo de momento p est4 a una

distancia r teniendo una direccin radial respecto

al origen segn se ,e en la 8igura 22"2%"

(a) Demostrar que la 8uer9a e?ercida por el campo

elctrico de la carga puntual sobre el dipolo es

atracti,a con un ,alor apro-imado de 2k/3

(,er problema 10)"

(b) Considerar a7ora que el dipolo est4 en el

origen y que una carga puntual 6 est4 a una

distancia r sobre la lJnea del dipolo" # partir

del resultado de la parte (a) y la tercera ley deNeton demostrar que el ,alor del campo

elctrico del dipolo a lo largo de la lJnea del

dipolo y a una distancia del mismo es

apro-imadamente 23p/r$"

68. MMEa 8igura 22"1 muestra una palanqueta

8ormada por dos masas idnticas m su?etas a lose-tremos de una barra delgada (sin masa) de

longitud a con un pi,ote en su centro" Eas masas

transportan las cargas -q y -q y el sistema est4

locali9ado en un campo elctrico uni8orme "

Demostrar que para ,alores pequeIos del 4ngulo entre la direccin del dipolo y el campo elctrico

el sistema e?ecuta un mo,imiento armnico simple

y deducir la e-presin del periodo de este

mo,imiento"

69. MMMBn cuadripolo consta de dos dipolos pr-imos

entre sJ como indica la 8igura 22"$." Ea carga

e8ecti,a en el origen es -2q y las otras cargas sobre

el e?ey eny = a ey = -a ,alen cada una +q.

(a) Fallar el ,alor del campo elctrico en un punto

sobre el e?ex a gran distancia de manera quex a.

(b) Fallar el ,alor del campo elctrico en un punto

sobre el e?e y de tal modo quey a.

Problemas generales70. MMDos bolas met4licas poseen cargas +q y -q.-plicar cmo se modi8icar4 la 8uer9a que acta

sobre una de ellas

(a) si permaneciendo in,ariable la distancia que les

separa se introducen en agua y

(b) si una tercera bola met4lica cargada se interpone

entre las dos primeras" Ha9onar la respuesta"

71. Mn el espacio interestelar dos ob?etos cargados

casi puntuales cada uno de masa m y carga q,

est4n separados por una distancia y se de?an en

libertad de mo,imiento" # esta distancia

permanecen inm,iles" Determinar una e-presinpara q en 8uncin de m, y k.

72. Kres cargas puntuales de .' C +$' C y

+.'C est4n locali9adas a lo largo del e?ex enx

= 1' cmx = ' yx = +1' cm respecti,amente"Calcular el campo elctrico enx - $' cm y enx =

1.' cm"

-iste algn punto sobre el e?ex en donde la

magnitud del campo elctrico sea cero: Construya

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FISICA 3

una gr48icaE ' y locali9ar dic7o punto"

73. MMPara la distribucin de carga del problema

anterior determinar el campo elctrico en x=1.'

cm como el ,ector suma del campo elctrico

debido a un dipolo 8ormado por las dos cargas de

.' C y una carga puntual de $' C ambos

locali9ados en el origen" Comparar el resultadocon

el obtenido en el problema anterior y e-plicar

cualquier di8erencia entre ambos"

74. Parala distribucin de cargas del problema $5 elcampo elctrico en el origen es cero" Bna carga de

prueba q0situada en el origen estar4 por tanto en

equilibrio"

(a) studiar la estabilidad del equilibrio para unacarga de prueba positi,a considerando

despla9amientos pequeIos del equilibrio a lo largo

del e?e #A y despla9amientos pequeIos a lo largo

del e?e y"

(b) Hepetir la parte (a) para una carga de prueba negati,a"

(c) Fallar el ,alor y signo de una carga q0que puede

situarse en el origen de modo que la 8uer9a netasobre cada una de las tres cargas sea cero"

(d) Considerar qu ocurre si cualquiera de las cargas

se despla9a ligeramente del equilibrio"

75. Dos cargaspuntualespositi,a +q est4n sobre el e?e yen y = +a e y = -a como en el problema $." Bna cuenta

de collar de masa m que transporta una carga negati,a

-q desli9a sin ro9amiento a lo largo de una cuerdasituada sobre el e?ex.

(a) ostrar que para pequeIos despla9amientosx


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FISICA II

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