Fisica

Electrostática

1. Dos cargas puntuales iguales Q están separadas 2 m y experimentan una fuerza eléctrica de Magnitud 5 x 104 N. ¿Cuál es valor de las cargas en mC?
Fe12

Fe21
q2

q1
r




q1 = q2
Fe= 5x 104
r= 2m
Fe= ke |q1||q2|/r2
Fe= ke |q2|/r2
|q2| = Fe. r2 /ke
|q2| = (5x 104 N) (4m2) / (8,99 x109 N.m2/C2)
|q2| = 2,23 x 10-5 C2
q = ±√ 2,23 x10-5 C2
q =±4,72 x 10-3C
q = ±4,72 x 10-6 mC
2. Dos cargas puntuales idénticas están a 6 cm de distancia y experimentan una fuerza eléctrica
De magnitud 20 N. Calcule la magnitud de la fuerza eléctrica entre ellas cuando estén a 12 cm de
Distancia.

q2
q2
q1
q1
Fe21
Fe12
Fe21
Fe12

r2
r1

Fe= ke |q1||q2|/ r2 2
Fe= ke |q2|/ r2 2
Fe= (8.99 x109 N.m2/C2) (2.83 x 10-6C)2 / (0,12m)2Fe= 5N

Fe= ke |q1||q2|/ r1 2
Fe= ke |q2|/ r1 2
|q2| = Fe. r1 2 /ke
|q2| = (20N) (3.6 x 10 -3m2) / (8,99 x109 N.m2/C2)
q = ±8,0x10-12 C 2
q = ±2.83 x 10-6 C

r1 =6cm r2=12 cm F21=20 N




3. Una carga q2= 25μC se encuentra a 14 cm sobre el eje x positivo, de una carga q1=-30μC (ubicada en el origen). a) Exprese en vector unitario la fuerza eléctrica sobre lacarga 2
b) Exprese en vector unitario la fuerza eléctrica sobre la carga 1.
q2 = 25µC q1 = -30µC r = 0.14m

Fe12

Fe21

q1

q2

a) Fe21 = ke |q2||q1|/r2

Fe21 = 8.99x109 Nm2(25x10-6 C)(30X10-6C)/(0.14m)2
Fe21 = 344.01N

Fe21 = -344.01 Î N

b) Fe12 = ke |q2||q1|/r2

Fe12 = 8.99x109 Nm2(25x10-6 C)(30X10-6C)/(0.14m)2
Fe12 = 344.01N

Fe12 = 344.01 Î N4. Una carga q = -50 nC, se encuentra en el origen. a) ¿Cuál es la magnitud y dirección del campo eléctrico en un punto P ubicado sobre el eje y positivo a 25 cm? b) Exprese el campo eléctrico en vector unitario. b) Encuentre la fuerza eléctrica (en vector unitario) sobre un protón ubicado en dicho campo eléctrico.

q1 = -50 nC r = 0.25cm
p

E = ke |q0|/r2
E =8.99X109Nm2/C2(50X10-9C)/(0.25m)2
E = 7.19X103 N/C
E = -7.19X103 Ĵ N/C


q1







5. Dos cargas q1= -30 μC y q2= +50 μC se encuentran separadas una distancia de 70 cm. ¿Cuál es la energía potencial eléctrica (U) entre ellas?

0.7m

q1

q2

q1 = -30 µC q2 = 50 µC r = 0.7m

U = ke(q1)(q2)/r
U = 8.99X109Nm2/C2 (-30X10-6C)(50X10-6C)/(0.7m)
U = -19.264 J/C
6.Dos cargas puntuales se encuentran ubicadas tal como lo muestra la figura, encuentre el potencial eléctrico (debido a las dos cargas) en el punto P mostrado. La distancia entre q1 y q2 es de 4 m y la distancia entre q1 y el punto P es de 5 m.

U = U1 + U2 U = ke ((q1/r1)+(q2/r2)) Pq2 = (pq1)2+(q1,q2)2Pq2 = (5m)2+(4m)2
Pq2 = 6.4m
U = 8.99x109Nm2/C2 ((35x10-6C/5m)-(20x10-6C/6.4m))
U = 34836.25 J/C ≈ 3.48X104 J/C
6.4m
6.4m
4m
5m
p
q2= -20 μC
q1= 35 μC


7. En la figura, el punto P está en el centrodel rectángulo. Q1= +50 μC, Q2= -20 μC, Q3= -30 μC,
Q4= +30 μC, Q5= -20 μC y Q6= +50 μC. La distancia d = 80 cm.
a) ¿Cuál es el Campo eléctrico en P debido a las seis cargas (expresado en vectores unitarios).
b) Halle la magnitud y dirección del campo eléctrico en P.
c) ¿Cuál es la Fuerza eléctrica (en vectores unitarios) que experimenta una carga Q= +25 μC ubicada en el punto P. Halle lamagnitud y dirección de dicha fuerza.
d) ¿Cuál es el potencial eléctrico neto en P debido a las seis cargas.
e) ¿Cuál es la energía potencial eléctrica (total) para la configuración de cargas ubicadas sobre el rectángulo.
Q3
Q2
Q1
d
d

d


P
Q1
rQ1p = d2+d22
rQ1p = (0.8m)2+(0.8m2)2
rQ1p = 0.9m

Q4
d
Q5
d
Q6
p
d

Q1= +50 μC, Q2= -20 μC, Q3= -30 μC, Q4= +30 μC, Q5= -20 μC...