EJERCICIOS DE LA PRIMERA UNIDAD DE FISICA 3 I

ELECTROSTÁTICA

1.) Dos cargas puntuales q1 y q2 se encuentran equidistantes del origen de coordenadas a lo largo del eje Y. Encuentre la fuerza electrostática sobre la carga q3 = 4 x 10-6C, colocada en el eje X, cuando:

a) q1 = q2 = 2 x 10-6C.

b) q1 = 2 x 10-6C, y q2 = -4 x 10-6C.


a) b)FT = 3,4528 x 10-3 i


FT = -0,001728 x 10-3 i -0,006912 x 10-3 j

2. Una varilla “A” cargada negativamente, se aproxima a un pequeño cuerpo conductor “B”, descargado.
a) ¿Habrá movimiento de cargas en el cuerpo “B”?
b) ¿Cuál será la situación final de las cargas en “B”?
c) ¿Porqué “B” será atraído por la varilla?
d) Después que“B” toca a “A”, se observa que es repelido inmediatamente. Explique.
Solución:

a) Si habrá movimiento de cargas, ya que dichas cargas se disocian tendiendo a a que las cargas positivas se separen de las cargas negativas.

b) Como dicho anteriormente, se separan las cargas positivas de las negativas; pero además de eso las cargas positivas tienden a colocarse en la parte del cuerpo que estamas cerca de la varilla, o sea como si las cargas positivas quisieran juntarse con las cargas negativas de la varilla.

c) Como la varilla “A” esta cargada negativamente, tiende a querer neutralizar sus cargas y por tal motivo atrae al cuerpo “B” para poder absorber sus cargas positivas.


d) Dichas cargas positivas se neutralizan con las cargas negativas, entonces el cuerpo “B” quedara cargadonegativamente; y como la cantidad de cargas negativas en la varilla es mucho mayor a la cantidad de cargas positivas que absorbió del cuerpo “B” entonces la varilla también queda cargada negativamente.

Y como se sabe: “Cuerpos con cargas iguales se repelan”.


3.- Una carga puntual q2 esta ubicada en el eje X, a una distancia X1 metros de otra carga puntual q1. Calcular el trabajo que es necesariorealizar para mover q2 desde X1 hasta la distancia X2 de q1. (X2 < X1)



Solución:










4.) Dos balones iguales, llenos de helio, atados a una masa de 5gr. Flotando en equilibrio, como se observa en la figura (P-4). En cada balón hay una carga Q. Encuentre el valor de dicha carga Q.

















5.- La figura muestra un hiloinfinito cargado con una densidad “λ”. Inicialmente se coloca en reposo una partícula cargada de masa “m” y carga “q”, en el punto “x = a”; debido a la repulsión de Coulomb la partícula llega al punto “x = 2a” con una velocidad “v”. Calcular λ en función de m, q, v.


Solución:




Por simetría las componentes en el eje “y” se anulan.


… (1)
Del gráfico: y = a tanθ
.dy = a sec2 θ dθ … (2)
… (3)

Reemplazando (3) y (2) en (1):






Hallando el trabajo realizado para mover la partícula de “a” hacia “2a”:Hallando la energía cinética necesaria para mover la partícula:

V0 = 0 ; Vf = V



Despejando :










6.) Ocho partículas todas ellas de carga q están distribuidas en ángulos relativos de /4, en torno a un circulo de radio R. Se pone una partícula de carga Q en el eje del semicírculo y a una distancia b de su centro. Encuentre la magnitud de lafuerza sobre Q.




























Fuerza Total:












7) En la figura P-7 se muestra un cilindro hueco circular que tiene una carga total Q uniformemente distribuida sobre su superficie. Halle el campo eléctrico en el punto P sobre el eje de dicho cilindro.











Por simetría las componentes perpendiculares al eje del disco se cancelan mutuamente.







reemplazando (2)...