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TEMA 3. CAMPO Y POTENCIAL ELECTRICOS


3.1.- Un electrón y un protón se encuentran a una distancia de . Calcular: a) La fuerza eléctrica de atracción entre las dos partículas. b) La fuerza gravitatoria entre ellas. c) La relación entre las fuerzas eléctrica y gravitatoria.
Datos:
SOLUCION: a)

3.2.- Dos esferas muy pequeñas de 10 g de masa y cargadas positivamente con la misma carga,se encuentran en los extremos de dos hilos de seda de longitud 1 m suspendidas del mismo punto. Si el ángulo que forma cada hilo con la vertical es de 30º en la posición de equilibrio. a) Calcular el valor de la tensión de los hilos en la posición de equilibrio. b) Carga de cada esfera. c) Si desaparece alguna de las cargas, calcular la velocidad de la otra al pasar por la vertical. d) Si se deseaque al desaparecer una carga la otra permanezca en la misma posición de equilibrio del apartado a), calcular el campo eléctrico que es necesario aplicar.
SOLUCION:

3.3.- Se tienen tres bolas esféricas idénticas A, B y C consideradas como cargas puntuales. Las A y B están fijas a l=50cm de distancia y tienen cargas eléctricas negativas. Siendo la de A ocho veces mayor que la de B. La C estáprimitivamente en estado neutro y puede moverse libremente en la recta AB horizontal. a) Se coge la bola C con unas pinzas aislantes y se pone en contacto con A dejándola después libre. Determinar en que posición quedará en equilibrio. b) Se vuelve a coger C con las pinzas y se pone en contacto con B dejándola después libre. Determinar su nueva posición de equilibrio.
SOLUCION:

3.4.- Cuatrocargas del mismo valor están dispuestas en los vértices de un cuadrado de lado L. a) Hallar el valor y dirección de la fuerza ejercida sobre la carga situada en el vértice inferior izquierdo por las otras cargas. b) Demostrar que el campo eléctrico debido a las cuatro cargas en el punto medio de uno de los lados del cuadrado está dirigido a lo largo de dicho lado hacia la carga negativa y que su valores
SOLUCION: y dirigido hacia el centro del cuadrado.

3.5.- En los vértices A, B y C del triángulo equilátero de la figura se encuentran las cargas +q, +q y -2q respectivamente. Hallar: a) Fuerza ejercida por dichas cargas sobre una carga +q que se coloque en el cdg. del triángulo. b) Se desea añadir otra carga, para anular la fuerza anterior, tal que diste d del cdg. ¿ Cuanto ha de valerdicha carga y donde ha de añadirse ?
SOLUCION: ó


3.6.- Tenemos una varilla de longitud L, cargada con una densidad lineal de carga constante. En la figura podemos ver que media varilla está cargada positivamente (con carga +q ) y la otra media negativamente (con carga –q ), de tal modo que la varilla es neutra. a) Calcular el campo eléctrico en el punto P. b) Si y sabemos que el campoeléctrico en P vale 100 N/C, calcular q. Nota
SOLUCION:


3.7.- Tal y como muestra la figura adjunta, se tiene una esfera de radio R y carga Q, uniformemente repartida, centrada en el origen de coordenadas. Sobre el eje X se encuentra una varilla de longitud 2L y carga uniformemente repartida, con su centro a una distancia “d” del centro de la esfera. Calcular la fuerza que la esfera ejercesobre la varilla.
Datos:
SOLUCION:













3.8.- Sobre la semicircunferencia indicada en la figura se distribuye una densidad de carga lineal. Calcular: a) La carga total sobre la semicircunferencia. b) El campo eléctrico en el punto O. c) ¿En qué punto del eje X debe situarse la carga calculada en a), para que el campo en O sea el mismo que el obtenido en el apartado b).SOLUCION: a) 4R b) E = c) x =

3.9.- Una esfera de radio a presenta diametralmente un hueco cilíndrico de diámetro para adaptarlo a un sistema integrado de un PC, como muestra la figura. Sobre la esfera, salvo en el hueco cilíndrico, se distribuye una densidad de carga uniforme . Aplicando el principio de superposición calcular el campo eléctrico E en el punto P.
SOLUCION:

3.10.-...