C24 Coulombp3

CÁPITULO 24
LEY DE COULOMB Y CAMPOS ELÉCTRICOS
PROBLEMAS SUPLEMENTARIOS

24.17 ¿Cuántos electrones están contenidos en una carga de 1 C? ¿Cuál es la masa de los electrones en 1 C de carga? Resp. 6.2 x 1018 electrones, 5.7 x 10-12 kg
24.18 Si dos cargas iguales de 1 C están separadas en aire por una distancia de 1 km, ¿cuál sería la fuerza entre ellas? Resp. 9 kN derepulsión
24.19 Determina la fuerza entre dos electrones libres separados 1 angstrom (10-10 m). Resp. 23 nN de repulsión
24.20 ¿Cuál es la fuerza de repulsión entre dos núcleos de argón que están separados por una distancia de 1 nm (10-9 m)? La carga de un núcleo de argón es de + 18e. Resp. 75 nN
24.21 Dos bolas igualmente cargadas están separadas por una distancia de 3 cm en el aire y serepelen con una fuerza de 40 µN. Calcula la carga de cada bola. Resp. 2 nC
24.22 Tres cargas puntuales se colocan sobre el eje X como sigue: + 2 µC en x = 0, -3 µC en x = 40 cm, y -5 µC en x = 120 cm. Encuentra la fuerza a) sobre la carga de -3 µC, b) sobre la carga de -5 µC. Resp. a) -0.55 N; b) 0.15 N
24.23 Cuatro cargas puntuales iguales de +3 µC se colocan en loscuatro vértices de un cuadrado cuyo lado es de 40 cm. Determina la fuerza sobre una de las cargas. Resp. 0.97 N hacia fuera a lo largo de la diagonal
24.24 Cuatro cargas puntuales de igual magnitud (3 µC) se colocan en las esquinas de un cuadrado de 40 cm de lado. Dos, diagonalmente opuestas, son positivas y las otras dos son negativas. Determina la fuerza sobre una de las cargas negativas.Resp. 0.46 N hacia adentro a lo largo de la diagonal
24.25 Cargas de +2, +3 y -8 µC se colocan en los vértices de un triángulo equilátero cuyo lado es de 10 cm. Calcula la magnitud de la fuerza que actúa sobre la carga de -8 µC debida a las otras dos cargas. Resp. 31 N
24.26 Una carga (+5 µC) es colocada en x = 0 y una segunda carga (+7 µC) en x = 100 cm. ¿Dónde debecolocarse una tercera carga para que la fuerza neta debida a las otras dos sea cero? Resp. en x = 46 cm
24.27 Dos diminutas bolas metálicas idénticas portan cargas de +3 nC y -12 nC. Están separadas 3 cm. a) Calcula la fuerza de atracción, b) las bolas se juntan y después se separan a 3 cm. Describe las fuerzas que ahora actúan sobre ellas. Resp. a) 4 x 10-4 N deatracción; b) 2 x 10-4 N de repulsión
24.28 En cierto punto del espacio una carga de +6 µC experimenta una fuerza de 2 mN en la dirección de +X. a) ¿Cuál era el campo eléctrico en ese punto antes de que la carga se colocara? b) Describe la fuerza que experimentaría una carga de -2 µC si se situara en el lugar de la carga de +6 µC? Resp. a) 0.33 kN/C en la dirección de +X; b) 0.67 mN en ladirección de –X


24.29 Una carga puntual de -3 x 10-5 C se coloca en el origen de coordenadas. Encuentra el campo eléctrico en un punto sobre el eje de las X en x = 5 m. Resp. 11 kN/C en dirección de –X
24.30 Cuatro cargas de igual magnitud (4 µC) se ponen en todas las esquinas de un cuadrado de 20 cm de lado. Determina el campo eléctrico en el centro del cuadrado a) si todas las cargas sonpositivas, b) si los signos de las cargas se alternan alrededor del perímetro del cuadrado, c) si las cargas tienen la siguiente secuencia alrededor del cuadrado: más, más, menos, menos. Resp. a) cero; b) cero; c) 5.1 MN/C hacia el lado negativo
24.31 Una bola de 0.2 g cuelga de un hilo en un campo eléctrico de 3 kN/C dirigido hacia arriba. ¿Cuál es la carga de la bola si la tensión en lacuerda es de a) cero y b) 4 mN? Resp. a) +653 nC; b) -680 nC
24.32 Determina la aceleración de un protón (q = +e, m = 1.67 x 10-27 kg) en un campo eléctrico de intensidad 0.5 kN/C. ¿Cuántas veces es más grande esta aceleración que la debida a la gravedad? Resp. 4.8 x 1010 m/s2, 4.9 x 109
24.33 Una pequeña bola de 0.6 g tiene una carga cuya magnitud es 8 µC. Está...