campo electrico

Universidad de Guadalajara
Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenier´ıas
Campo El´
ectrico-Electromagnetismo.

Prof. Jos´
e Luis Garc´ıa Luna

2015A

1. En la atm´
osfera terrestre existe un campo el´
ectrico de alrededor de 150 N/C dirigido
hacia abajo. Calcular la fuerza el´
ectrica con la que se atrae un proton hacia la tierra.
R: 2.4 × 10−17 N

⃗ at points
2.Charges +q and −2q are fixed a distance d apart as in the figure. (a) Find E
A, B, and C. (b) Sketch roughly the electric field lines.

1

3. La car´
atula 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 qu´
e hora el horario apuntar´
a en la misma direcci´
on que elcampo el´
ectrico
en el centro de la car´
atula?(Sugerencia: suponga cargas diametralmente opuestas.)

2

4. En el eje x dos cargas puntuales est´
an fijas separadas por una distancia d. Grafique
Ex (x) suponiendo que x = 0 en la carga de la izquierda. Incluya valores positivos y
⃗ apunta hacia la derecha y como negativo
negativos de x. Grafique Ex como positivo si E
si apunta a laizquierda. Suponga que q1 = 1.0 µC,q2 = 3.0 µC y d = 10 cm.

3

5. Un electr´
on que se desplaza con una velocidad de 4.86 × 106 m/s se dispara paralelamente a un campo el´
ectrico uniforme de magnitud 1030 N/C, dispuesto de modo que
retrase el movimiento. a)¿Qu´
e distancia recorrer´
a el electr´
on en el campo antes de detenerse(momentaneamente). b) ¿Cu´
anto tiempo transcurrira?. c)Si el campo el´
ectrico
termina de modo abrupto al cabo de 7.88 mm. ¿Qu´
e fracci´
on de su energ´ıa cin´
etica
perder´
a el electr´
on al atravesarlo?.
R: a) 6.53 cm, b) 0.026 µs, c) 12%

4

6. Una part´ıcula alfa (carga +2e y masa 6.64×10−27 kg) viaja hacia la derecha a 1.50 km/s.
¿Qu´
e campo el´
ectrico uniforme (magnitud y direcci´
on) se necesita para hacer que viaje
haciala izquierda con la misma rapidez al cabo de 2.65 µs?

5

7. La carga puntual q1 = −5.00 nC est´
a en el origen y la carga puntual q2 = +3.00 nC
est´
a sobre el eje de las x en x = 3.00 cm. El punto P est´
a sobre el eje de las y en
⃗
⃗
y = 4.00 cm a) Calcule los campos el´
ectricos E1 y E2 en el punto P debido a las cargas
q1 y q2 . Exprese sus resultados en t´
erminos de vectoresunitarios. b) Con base en los
resultados del inciso (a), obtenga el campo el´
ectrico resultante en P , expresando en
forma de vectores unitarios.
⃗ 1 = −(28125 ˆȷ)N/C, E
⃗ 2 = (−6480 ˆı + 8640 ˆȷ)N/C, b) −(6480 ˆı + 19485 ˆȷ)N/C
R: a) E

6

8. Un dipolo, compuesto por cargas 1.48 nC y a una distancia de 6.23 µm, est´
a en un
campo el´
ectrico de magnitud 1100 N/C. a)¿Qu´
emagnitud tiene el momento del dipolo
el´
ectrico? b) ¿ Qu´
e diferencia hay entre la energ´ıa potencial correspondiente a las orientaciones dipolares paralelas y antiparalelas del campo?
R: a) 9.22 × 10−15 C · m, b) 2.028 × 10−11 J

9. ¿A qu´
e distancia a lo largo del eje de un disco cargado de radio R es la intensidad del
campo el´
ectrico igual a la mitad del valor del campo en la superficiedel disco en el
centro?

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10. (a) ¿Qu´
e carga total q debe contener un disco de 2.50 cm de radio para que el campo
el´
ectrico en la superficie del disco en su centro iguale al valor al cual el aire se descompone
el´
ectricamente, produciendo chispas? Consulte la tabla. (b) Suponga que cada ´
atomo
2
en la superficie tenga un ´
area de secci´
on transversal efectiva de 0.015 nm. ¿Cu´
antos
´
atomos est´
an en la superficie del disco? (c) La carga en (a) resulta de alguno de los
´
atomos de la superficie que portan un electr´
on en exceso. ¿qu´
e fracci´
on de los ´
atomos
de la superficie deben estar cargados as´ı?

FORMULARY

prefijos:

p = 10−12 ,n = 10−9 , µ = 10−6 ,m = 10−3 ,c = 10−2 ,k = 103 ,M = 106 ,G = 109 ,T = 1012 ,P = 1015

e = 1.602 ×...