2011 2012 I Termino 1 parcial fisica c

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS
I TÉRMINO 2011-2012
I EVALUACION DE FISICA C
Nombre: SOLUCION I EVALUACION DE FISICA C Paralelo: ___ 04/07/2011
Atención: Todos los temas deben presentar su respectiva justificación y/o desarrollo,
caso contrario no tendrán validez.
TEMA 1 (2 pts.)
Un ión positivo tiene más:
a) protones que electrones.
Un átomo pierde suneutralidad eléctrica cuando
un electrón logra escapar de él y se convierte en
b) electrones que fotones.
un ion positivo, al poseer un número de protones
c) protones que neutrones.
mayor al de electrones.
d) neutrones que protones.
e) electrones que neutrones.
TEMA 2 (2 pts.)
Cuando la distancia entre dos cargas se reduce a la mitad, la fuerza eléctrica entre las
cargas:
La Fuerza eléctrica esinversamente proporcional
a) Se reduce en 1/4.
al cuadrado de la distancia que separa al par de
b) Se cuadruplica.
cargas que están interactuando.
c) Se duplica.
d) Se reduce a la mitad.

F


1

kQ Q
r
1
2

2

y

F


2

kQ Q  4kQ Q 
4F
r
r
 
2
1

2

1
2

2

2

1

 F 2  4F 1

TEMA 3 (3 pts.)
Una molécula de un momento de dipolo permanente es colocada en un campo
eléctrico uniforme deintensidad 2x104 N/C , y la diferencia entre el máximo y
mínimo de potencial de la molécula en este campo, está a 4.4 x 10-25 J. ¿Cuál es
el momento del dipolo eléctrico para esta molécula? .

U 
E d  U  E d q , donde p  q d  momento de dipolo
q
U  4.410 J 
p  2.210 Cm
U  E p  p 
N
E 210 C
V

Ed



 25

 29

4

1

TEMA 4 (8 pts.)
Dos cargas negativas de 5 µC se colocan dentro deun
paralelepípedo que tiene las dimensiones que se muestra en la
figura. Las líneas de campo para estas cargas se dibujan en un
número de cuatro. Si una carga de 15 µC se añade al interior del
paralelepípedo:
a) ¿Cuál es el número de líneas de campo netas que atraviesan
la superficie y en que dirección? (3 pts.)

b)

Calcule el flujo a través de la superficie del paralelepípedo. (5 pts.)

  Q
  E  dA 


510 C

8.8510 C
Nm
6



enc

2

12

0

  5.6510 Nm
C

2

2

5

TEMA 5 (7 pts.)
La región entre dos esferas conductoras concéntricas de radios a y b se encuentra llena
de un material conductor de resistividad . Determine la densidad de corriente en
función del radio si la diferencia de potencial entre las esferas es de Vab.

 1  b  a 
 dr
dr



R  
4 a b
A4  r
4 r
V 4 a b V
I     
R  b a
4 a b V
ab V
I   b  a  

J
J    
 b a r
A
4 r
b

b

b

a

a

2

a

ab

ab

ab

2

2

2

TEMA 6 (14 pts.)
Una esfera conductora esférica es concéntrica respecto a un cascarón
esférico de pared muy delgada como se muestra. Si la carga de la
esfera interior es Q1 = 10 μC, R1 = 5 cm, y la carga depositada en el
cascarón esférico exterior es de Q2= -30 μC y R2 = 10 cm, determine:
a) El valor del campo eléctrico en un punto R ubicado a una distancia de 15 cm
medido desde el centro de la esfera sólida. (5 pts.)

  Q
 E  dA  

E

E 4r 2 



enc
0

Q



E 

enc
0

Q



enc

4 r

2

0

 2010 C
4 8.8510 C Nm  1510 2 m

N ; radial hacia adentro 


8

10
uˆ
E
C
6



12

2

2

  810

6

2

N
C

6

b) Elpotencial eléctrico en el punto P ubicado a una distancia de 8 cm medido desde
el centro de la esfera. (5 pts.)


E

R2

V

 k
P





Q

neto2



P

 dr 

neto1

dr

k

r

V
c)

P



neto2

910 Nm

neto2



dr

 E dr
neto1

R2

Q dr
; donde: Q

r
neto1
2

neto1

 10C

yQ

neto2

  20C

R2

1
r

9

E



P

P

R2

VPkQ

R2

 dr  

R2

neto2
2




E



R2

V P V   

Pk Q

neto1


2

1
r

kQ
R



neto2
2



kQ
P

neto1



kQ
R

neto1

2

R2

6
6
6

C 1010 C 1010 C 
6
20

10
 


  1.5810 V
2
2
2
 1010 m
810 m 1010 m 

C
2

El valor de la diferencia de potencial entre la esfera y el cascarón esférico. (4 pts.)
1
 kQ1 
dr 
1 
  kQ 


kQ
dr
 2
 R R 
r 
r2
kQ R  R   910 Nm C   1010 C   510 m ...