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Guía Pre-Prueba N°2 Física III para Ingeniería – BAIN 054

1.- Dos cargas fijas Q1 = +12,5 nC y Q2 = −2,7 nC se encuentran situadas en los puntos del plano XY de coordenadas (2,0) y (−2,0) respectivamente. Si todas las coordenadas están expresadas en metros, calcule: a) El potencial eléctrico que crean estas cargas en el punto A (−2,3); b) El trabajo necesario para trasladar un ión de carganegativa igual a −2e del punto A al punto B, siendo B (2,3). (e = 1,6 x 10−19 C) Respuesta: a) VA=14,4 V; b) WA→B=5,84x10-18 J 2.- Dos esferas metálicas de radio R = 3 cm tienen cargas q1 = 1x10-8 C y q2 = -3x10-8 C, distribuidas uniformemente. Si sus centros están separados la distancia d = 2 m, calcule: a) El potencial en un punto A situado a la mitad de los dos centros. b) El potencial de cadaesfera. Respuesta: a) VA=-180 V; b) Vizq=2863 V, Vder=-8955 V 3.- Un disco de material aislante de radio R tiene una carga Q repartida en su superficie, de modo que la densidad superficial de carga, σ, varía proporcionalmente con la distancia r al centro del disco (σ=kr). Calcule el potencial eléctrico en un punto del eje del disco que dista x de su centro.

Respuesta:

4.- Considere una esferasólida aislante de radio R cargada en forma uniforme con una carga Q. Determine el potencial eléctrico en las regiones que se indican: a) r > R b) r < R Respuesta: a) b)

5.- Calcule el radio de un cascarón esférico para que tenga la capacidad de 1 Farad. Respuesta: r = 9x109 m

6.- Un condensador de 100 µF se carga con una diferencia de potencial de 50 V, la batería de carga se desconectadespués de que el condensador está cargado. Luego, éste condensador cargado se conecta en paralelo a un segundo condensador descargado. Si la diferencia de potencial del conjunto es ahora 35 V ¿cuál es la capacidad del segundo condensador? Respuesta: C2 = 43µF

7.- Un condensador de placas paralelas de área A se llena con tres materiales dieléctricos de constantes K1, K2 y K3 y de gruesos d1, d2, d3,como muestra la figura. Hallar la capacitancia.

8.- En un condensador de placas paralelas de área A y distancia d, se colocan 3 materiales dieléctricos distintos (k1, k2 y k3) como se muestra en la Figura. Encuentre la expresión de la capacitancia de este condensador. Calcular la capacitancia con A= 3 cm2; d= 1,5 mm; k1= 5,4 k2= 3,3; k3= 2,1. Respuesta: C= 5x10-12 F 9.- La diferencia depotencial entre un condenador esférico compuesto por dos cascarones metálicos concéntricos de radios a = 1 m y b = 2 m es de 9000 V. a) Calcule la carga q del condensador. b) Calcule la energía almacenada en el espacio que existe entre los cascarones. Respuesta: a) q= 2x10-6 C; b) WE= 9x10-3J 10.- ¿Cuál es la velocidad de desplazamiento (de deriva) para una corriente I= 1 A, en un conductor de cobre dediámetro 0.163 cm?. (ne=8.5x1028 electrones/m3; e=1,6x10-19 C) Respuesta: vd=3.562x10-5 m/s 11.- Un termómetro, que mide la temperatura al determinar el cambio en la resistencia de un conductor, está hecho de platino y tiene una resistencia de 50 a 20 °C. Cuando se le sumerge en un recipiente que tiene un material fundido, su resistencia aumenta a 76,8 . Calcule la T° del punto de fusión delmaterial. Con α=3.92x10-3 (°C)-1. Respuesta: T=156,7 °C 12.- A una esfera maciza de hierro de radio b, con una cavidad esférica de radio a, se le aplica una diferencia de potencial V entre el interior y el exterior, de tal forma que fluye una corriente radial uniforme como se muestra en la figura, determine la potencia que se disipa. Respuesta: 13.- Se tiene una pila con una fem Ɛ = 1,5 V y unaresistencia interna r = 0,5 . Se conecta en paralelo a la batería una resistencia R. Paralelo a la resistencia R, se conecta una Voltímetro, y en serie con la resistencia R, se conecta un Amperímetro. a) Considerando que el Voltímetro y Amperímetro marcan 1,29 V y 430 mA respectivamente. Calcular la resistencia R. b) Si se cambia la resistencia R por una resistencia R’, el Voltímetro y Amperímetro...
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