Electrostatica

F ÍSICA II

Universidad Tecnológica Nacional FRSF
Dpto. Materias Básicas - UDB FÍSICA

PROBLEMAS
RESUELTOS
L e y d e C o u l o m b – C ampo Eléctrico
L e y d e G a u s s - Potencial Eléctrico

Autores: Mg Ing: Carlos Ciliberti - Ing. Carlos J. Suárez - Ing. Susana N. Roldán

página 1 de 21

F ÍSICA II

Universidad Tecnológica Nacional FRSF
Dpto. Materias Básicas - UDB FÍSICAAutores: Mg Ing: Carlos Ciliberti - Ing. Carlos J. Suárez - Ing. Susana N. Roldán

página 2 de 21

CAMPO ELÉCTRICO

LEY DE COULOMB

1

F ÍSICA II

Universidad Tecnológica Nacional FRSF
Dpto. Materias Básicas - UDB FÍSICA

ELECTROSTÁTICA
Ley de Coulomb – Campo Eléctrico
Problemas Resueltos
Problema Nº 1.
Una persona al caminar sobre una alfombra (en un día seco) adquiere unacarga
negativa por fricción de 64 µC, al llegar a la puerta de salida siente una descarga. Podría decir
¿Cuántos electrones pasaron de la alfombra a la persona y de la persona a la puerta? e (carga
del electrón) = 1,6 .10-19 C
N (Nº de electrones) =

64 .10 − 6 C
1,6.10 −19 C

= 4 .10 1 4

Problema Nº 2.
Dos esferas metálicas montadas sobre soportes aislantes están en contacto. ¿Cómopodrían cargarse eléctricamente sin tocarlas? ¿De que signo será la carga que tendrán?
Dispongo de una varilla de plástico que he frotado y se encuentra cargada.
El primer paso es colocar las esferas de modo tal que estén en contacto,
tal como se ve en la figura.
El

segundo

paso

será

acercar la varilla cargada a las esferas y por
inducción se separarán las cargas.

Seguidamentemanteniendo

la

varilla

quieta

separamos las esferas y posteriormente alejamos
la varilla y las cargas se distribuirán uniformemente en cada esfera.

Autores: Mg Ing: Carlos Ciliberti - Ing. Carlos J. Suárez - Ing. Susana N. Roldán

página 3 de 21

F ÍSICA II

Universidad Tecnológica Nacional FRSF
Dpto. Materias Básicas - UDB FÍSICA

Problema Nº 3.
Una carga punto q1 =+3.10-6 C se coloca a 12 cm de una segunda carga punto
q2 = -1,5.10 -6 C. Calcular la magnitud dirección y sentido de la fuerza que obra sobre cada
carga.
Para calcular la magnitud utilizaremos la ley de Coulomb.

F =K

q1 q2
r2

= 9.10 9

N m 2 3 .10 −6 C 1,5.10 −6 C
C2

(0 ,12 ) 2 m 2

= 2 ,8 N

Como los signos de las cargas son distintos la fuerza será de atracción y ladirección será la
recta que une ambas cargas.

F

F

Problema Nº 4.
Dos esferas de masa m = 10 g cuelgan de hilos de seda de
longitud L = 120 cm., poseen cargas idénticas q y por
repulsión están separadas x = 5 cm., tal como se muestra en
L

la figura. Diga cuanto vale q.
a

qq
Fe = K 2
r

Fg = m g
Fe

2

x
h = L 2 −   = 1,19 m
2
K = 9.10 9
tg φ =

N C2
m2

Fe
Fgx/2
tg φ =
= 0 ,021
h
g = 9,8 1

m
s2

Fg

tg φ m g r
= 2,4 .10 −8 C
K
2

q=

Problema Nº 5.
Una carga se dividirá en dos partes. ¿Cuál será la relación entre ellas, si separadas a cierta
distancia dada, se producirá una máxima repulsión coulombiana?

F=

q1 q 2
r2

dF K q K 2 q1
=
−
=0
dq1 r 2
r2

q1 + q 2 = q

q 2 = q − q1
q = 2 q1

⇒

q1 =

q
⇒
2Autores: Mg Ing: Carlos Ciliberti - Ing. Carlos J. Suárez - Ing. Susana N. Roldán

página 4 de 21

F =K
q1 = q 2 =

q
2

(q − q1 ) q 1
r2

Universidad Tecnológica Nacional FRSF

F ÍSICA II
Dpto. Materias Básicas - UDB FÍSICA

Problema Nº 6.

F

Tres carga puntuales se hallan en los vértices de un
triángulo equilátero de lado a = 10 cm. Calcular la

F2

fuerzaresultante sobre la partícula 3.

q3

q1 = 2.10-6 C ; q2 = 2.10-6 C ; q3 = 4.10-6 C

F =K

q1 q 3
a

2

q 2 q3

=K

a

2

F1

a

= 7 .20 N

q1

q2

F R = F 2 cos θ = 12 .5 N

Problema Nº 7.
Dos pequeñas esferas de plástico tienen cargas positiva. Cuando están separadas 30 cm la
fuerza de repulsión es de F = 0,15 N. diga: a) ¿cuál es la carga de cada esfera? y b) ¿cuál...