Guia de fisica ii

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Prof. Eliana Peña

Guía de Física II

CARGA ELÉCTRICA Y CAMPO ELÉCTRICO
PROBLEMAS PROPUESTOS
1. Tres pequeñas esferas de igual masa m se suspenden a un punto común, mediante hilos de seda

de la misma longitud L, las tres esferas poseen cargas iguales, por lo tanto están se repelen colocándose de tal forma que forman un triangulo equilátero, en el cual cada una se encuentra en un vértice,de este, cada lado del triangulo tiene un valor a. Determine el valor de la carga de cada esfera, si se conocen: m = 100g, L = 2m, a = √3m.
2. Tres cargas puntuales están ordenadas a lo largo del eje de las x. La primera carga (q1 = 3 µC) está

en el origen, la carga numero dos (q2 = -5.00 µC) está en x = 0.2 m. La última carga tiene un valor de -8 µC. ¿Dónde está situada q3, si la fuerza netasobre q1 es 7 N en la dirección -x?
3. Se coloca una carga puntual de valor 3.50 µC a 0.8 m a la izquierda de una segunda carga

puntual idéntica. ¿Cuáles son las magnitudes y direcciones de las fuerzas que cada carga ejerce sobre la otra?

4. Se tiene un arreglo de cargas puntuales ubicadas como se indica en la

figura de la derecha. Determine la fuerza neta que actúa sobre q2. Si seconocen q1 = +q, q2 = +2q, q3 = -q, q4 = +2q.
5. Se tiene un disco de radio R, con densidad superficial de carga uniforme, positiva y de valor σ,

dispuesto de tal manera que su eje de simetría coincide con el semi - eje positivo de las x. Determine la expresión del campo eléctrico con respecto a x y grafique dicho campo.
6. Se colocan cuatro cargas idénticas de valor q, en los vértices de uncuadrado de lado L. En un

diagrama de cuerpo libre, muestre todas las fuerzas que actúan sobre una de las cargas. Halle la fuerza resultante que ejercen sobre una de las cargas.
7. Cada centímetro cuadrado de la superficie de una hoja de papel, plana e infinita, tiene 2.5x I06

electrones en exceso. Halle la magnitud y dirección del campo eléctrico en un punto situado a 5 cm de la superficie dela hoja, si la hoja es lo suficientemente grande para considerarla como un plano infinito.

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8. Una carga positiva, de valor Q, está distribuida uniformemente a lo

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largo de una barra, ubicada sobre el semieje positivo de las y, tal como se indica en la figura. Adicionalmente existe una carga puntual negativa -q sobre el eje positivo de las x, a unadistancia x del origen. Calcule: a. El campo eléctrico producido por la barra en cualquier punto sobre el eje x. b. La fuerza que la barra ejerce sobre la carga de valor -q. Fx = c. Demuestre que si x >> a, − Qq 4πεo x 2 y Fy = Qqa 8πε o x3

9. Una carga positiva Q, está distribuida uniformemente a lo largo de una barra ubicada a lo largo

del eje de las x, desde x=0 a x=a. Adicionalmente,existe una carga puntual q, situada sobre el eje de las x, en x=a+r, a una distancia r, a la derecha de un extremo de Q, tal como se indica en la figura. Determine el campo eléctrico producido por ambas distribuciones de carga en un punto x > a + r.

10. Una barra larga, pero de tamaño finito, está cargada con una densidad de carga lineal, variable de

valor λ =Ax y una carga puntual Q, seencuentran ubicadas en el origen, tal como lo indica la figura. Determine: a. El Campo eléctrico que la carga produce en el punto P. b. El Campo eléctrico que producido por la barra en el punto P. c. El Campo eléctrico resultante en P.

11. Dos cargas puntuales (q1 = 4.5 nC y q2 = -4.5 nC), que forman un dipolo eléctrico, están separadas

una distancia d = 3.1 mm. a. Halle el vector momento dipolareléctrico p. b. Las cargas se encuentran en presencia de un campo eléctrico, uniforme, cuya dirección forma un ángulo φ = 36.9°, con respecto a la recta que une a las cargas. ¿Cuál es el módulo de este campo, si se conoce que el momento de torsión que se ejerce sobre el dipolo tiene una magnitud de 7.2 x 10-9 N-m?. Véase la figura 1.20.

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12. Un...
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