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INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICA UNIDAD ZACATENCOEQUIPO 6:

AGUIRRE RUIZ JESUS DANIEL

MANUEL MORALES JERONIMO ASIEL

PEREZ GARDUO MARCO ANTONIO

TREJO GUERRERO DAVID

VAZQUEZ MORENO EDGARDOCENTE: HERNANDEZ LEON TIBURCIO LEONCIO

LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

GRUPO: 2CV2

INICIO: 28 DE ABRIL 2015

CICLO ESCOLAR: MARZO 2015 ~ JULIO 2015

CARRERA: INGENIERA EN COMUNICACIONES Y ELECTRNICA PROBLEMARIO DE FISICA II -PARTE I-1.- Una persona al caminar sobre una alfombra (en un da seco) adquiere una carga negativa por friccin de 64 C, al llegar a la puerta de salida siente una descarga. Podra decir Cuntos electrones pasaron de la alfombra a la persona y de la persona a la puerta? e (carga del electrn) = 1.6 x 10-19 C

2.- Dos esferas de masa m = 10 g cuelgan de hilos de seda de longitud L = 120 cm. poseen cargas idnticas q y por repulsin estn separadas x = 5 cm., tal como se muestra en la figura. Diga cunto vale q3.- Tres carga puntuales se hallan en los vrtices de un tringulo equiltero de lado a = 10 cm. Calcular la fuerza resultante sobre la partcula 3. q1 = 2X10-6 C; q2 = 2x10-6 C ; q3 = 4.10-6 C

4.- Dos pequeas esferas de plstico tienen cargas positiva. Cuando estn separadas 30 cm la fuerza de repulsin es de F = 0,15N. Diga: a) cul es la carga de cada esfera? y b) cul sera la carga de cada una si una de las esferas tiene tres veces la carga de la otra?5.- A qu distancia deben estar colocados un protn y un electrn para que la fuerza electrosttica entre ambos sea de 1N?Resp.1.52x10-14 m.

CAMPO ELECTRICO

6.- Dos pequeas esferas de plstico tienen cargas positiva. Cuando estn separadas 30 cm la fuerza de repulsin es de F = 0,15 N. Diga: a) cul es la carga de cada esfera? y b) cul sera la carga de cada una si una de las esferas tiene tres veces la carga de la otra?7.-Un campo elctrico acelera un electrn hacia el este a 1.84 x 109 m/s2. Determine la magnitud y direccin del campo.

Resp.10.5 Nm/C, hacia el oeste.

8.-Una partcula alfa, el ncleo de un tomo de Helio, tiene una masa de 6.64 x 10-27 Kg. y una carga de +2e. Qu magnitud y direccin del campo elctrico balanceara su peso?

Resp. 203Nn/C, arriba.

9.- Qu magnitud tiene una carga puntual elegida de modo que el campo elctrico a 75 cm. de distancia posea la magnitud de 2.3 N/C?

Resp. 144 pC.

10.-Calcule la magnitud del campo elctrico generado por un dipolo elctrico, cuyo momento dipolar 3.56 x 10-29 Cm, en un punto situado a 25.4 nm a lo largo del eje bisectorial.

Resp. 19.5 kN/C

11.-La cartula de un reloj tiene las cargas puntuales negativas q, -2q, -3q, , -12q, fijas en las posiciones de los numerales correspondientes. Las manecillas no perturban el campo. A que hora el horario apuntara en la misma direccin que el campo elctrico en el centro de la cartula? (sugerencia suponga cargas diametralmente opuestas)

Resp. 9:30

12.- A qu distancia en el eje de un disco cargado de radio R es la magnitud del campo elctrico igual a la mitad del valor del campo en la superficie del disco en el centro?

Resp. R/3

13.-Tres cargas estn dispuestas en un triangulo equiltero .Considere las lneas de campo debidas a +q y a q; a partir de ellas identifique la direccin de la fuerza que opera sobre +q por la presencia de estas dos cargas, la distancia que existe entre ellas es a.

Resp. A la derecha

14.-Se mantienen a una distancia de 15.2 cm. dos cargas iguales y opuestas de magnitud 1.88 x 10-7 C. a) Cul es la magnitud y direccin de E en un punto intermedio entre las cargas? b) Que fuerza (magnitud y direccin) operaria en un electrn puesto ah?

Resp. a) 585 kN/C, hacia la carga negativa. b) 93.6 pN, hacia la carga positiva.

POTENCIAL ELECTRICO

15.-Calcule el valor de la distancia x de modo que la energa potencial en el sistema sea cero.

16.-En un relmpago tpico, a diferencia de potencial entre los puntos de descarga es de unos 1.0 x 109 V y a carga transferida es de 30 C aproximadamente. Cunta energa se libera?

Resp. 30 GJ

17.-Mantenemos una partcula de carga q en posicin fija en el punto p y una segunda de masa m, que tiene la misma carga, la mantenemos en reposo a una distancia r1 de p. Esta ltima se libera y se repele de la primera. Determine su velocidad en el instante en el que se halla a una distancia r2 de p. Suponga que q = 3.1 C, m = 18mg, r1 = 0.90 mm y r2 = 2.5 mm.

Resp. 2.6 Km/s

18.-Calcule a) El potencial elctrico creado por el ncleo de un tomo de Hidrogeno en una distancia promedio del electrn circulante (r = 509 x 10-11 m); b) La energa potencial elctrica del tomo cuando ele electrn esta en este radio; c) La energa cintica del electrn, suponiendo que describe una orbita circular de este radio centrado en el ncleo.

(Suponga que V = 0 en el infinito)

Resp. a) 27.2 V b) -27.2 eV c) 13.6 eV

19.-Dos grandes placas conductoras paralelas estn separadas por una distancia de 12 cm y transportan cargas iguales pero opuestas en sus superficies frontales. Un electrn colocado en la mitad entre ellas experimenta una fuerza de 3.9 x 10-15 N. a) Calcule el campo elctrico en la posicin del electrn. b) Cual es la diferencia de potencial entre las placas?

Resp. a)24.4 kV/m b)2.93 kV

20.-Un ncleo de oro contiene una carga positiva igual a la de 79 protones y tiene un radio de 7 fm. Una partcula alfa (constituida por dos protones y dos neutrones) tiene una energa cintica K en puntos lejanos del ncleo y se dirige directamente a el. La partcula alfa apenas si toca la superficie del ncleo donde se invierte la direccin de su velocidad. Calcule K.

Resp.32 MeV

21.-Una carga puntual tiene q = +16 C. Considere el punto A esta a 2.06 m de distancia y el punto B se halla a 1.17m de distancia en una direccin directamente opuesta.

Calcule la diferencia de potencial Va VbResp. -3.85 kV

22.-Una carga elctrica de -9.12 nC se distribuye uniformemente alrededor de un anillo de 1.48 m de radio el cual se encuentra en el plano XY con su centro en el origen. Una partcula que transporta una carga de -5.93 pC se halla en el eje X, x = 3.07 m. Calcule el trabajo efectuado por un agente externo al mover la carga puntual hacia el origen.

Resp.186 pJ

23.-Dos cargas q = +2.13C estn fijas en el espacio y separadas por una distancia d = 1.96cm a)Cual es el potencial elctrico en el punto C.

Resp.2.76 MV

24.-La superficie cuadrada que se encuentra en la fig. mide 3.2 mm de cada lado. Esta inmersa en un campo elctrico uniforme con E = 1800 N/C. Las lneas de campo forman un ngulo de 65 con la normal apuntando hacia afuera, como se muestra. Calcule el flujo a travs de la superficie.

R = -0.0078 N m2/C

25.- Calcule E a travs de (a) la base plana y (b) la superficie curva de un hemisferio de radio R. el campo E es uniforme y paralelo al eje del hemisferio, y las lneas de E entran a travs de la base plana. (use la normal apuntando hacia fuera).

26.- Una carga puntual de 1.84 x 10-6 C esta en el centro de una superficie gaussiana cbica de 55 cm de arista. Halle E a travs de la superficie.

R= 208 KN m2/C

27.- Una carga puntual +q est a una distancia d/2 en una superficie cuadrada de lado d y est directamente arriba del centro del cuadrado como se muestra en la figura 24. halle el flujo elctrico a travs del cuadrado. (Sugerencia: considere el cuadrado como una cara de un cubo con arista d).

R= q/6028.-Experimentalmente se determina que el campo elctrico en cierta regin de la atmsfera de la Tierra est dirigido verticalmente hacia abajo. A una altitud de 300m el campo es de 58 N/C y a una altitud de 200 m es de 110 N/C. Calcule la cantidad neta de carga contenida en un cubo de 100m de arista ubicado a una altitud entre 200 y 300m. desprecie la curvatura de la tierra.R= 4.6 x 10-6 C29.- Las componentes del campo elctrico en la figura son Ex = bx1/2, Ey = Ez = 0, donde b = 8830 N/C m1/2. Calcule (a) el flujo del campo elctrico a travs del cubo y (b) la carga dentro del cubo. Suponga que a= 13.0 cm.

R= (a) 22.3 N m2/C (b) 197 pC

30.- Los Vehculos espaciales que viajan a travs de los cinturones de radiacin de la Tierra chocan con electrones atrapados. Puesto que en el espacio no existe un suelo, la carga resultante acumulada puede resultar significativa y daar a los componentes electrnicos, generando averas en los circuitos de control y otras anomalas operativas. Un satlite metlico esfrico de 1.3 m de dimetro acumula 2.4 x 10-6 C de carga en una revolucin orbital. (a) Determine la densidad de carga superficial. (b) Calcule el campo elctrico resultante inmediatamente afuera de la superficie del satlite.R= (a) 452 nC/m2 (b) 51.1 kN/C

31.- Una esfera conductora que contiene una carga Q est rodeada por un cascaron conductor. (a)Cul es la carga neta en la superficie interna del cascarn?. (b) Se coloca otra carga q afuera del cascarn; cul es ahora la carga neta en la superficie interior del cascarn?. (c) Si q se mueve a una posicin entre el cascarn y la esfera, cul es la carga neta en la superficie interna del cascarn? (d) Son sus respuesta vlidas si la esfera y el cascarn no son concntricos?

R= (a) Q. (b) Q. (c) -(Q+q). (d) si

32.- Una placa de metal de 8.0 cm de lado tiene una carga total de 6.0 x 10-6 C. (a) Usando la aproximacin de la placa infinita, calcule el campo elctrico a 0.50 mm arriba de la superficie de la placa, cerca del centro de la misma. (b) Estime el campo a una distancia de 30 m.

R= (a) 53 MN/C (b) 60 N/C33.- (a) El cilindro de la mquina fotocopiadora del problema muestra 3, tiene una longitud de 42 cm y un dimetro de 12 cm. Cul es la carga total en el cilindro? (b) El fabricante desea producir una versin porttil de la mquina. Esto requiere el tamao del cilindro a una longitud de 28 cm y un dimetro de 8 cm. El campo elctrico en la superficie del cilindro debe permanecer inalterado. Cul debe ser la carga en este nuevo cilindro?R= (a) 322nC (b) 143nC

Leoncio Hernndez Len. Feb/2013PAGE