Electromagnetismo
Páginas: 9 (2216 palabras)
Publicado: 29 de octubre de 2012
Electromagnetismo I
Electromagnetismo I Guía nro 2 Electrostática 2 Preguntas
1. Supongamos que especificamos al potencial de la tierra como 100 Volts en lugar de cero (se puede hacer esto?). Que efecto tendría en los valores que se midieran para: a) los potenciales, b) las diferencias de potencial. Los electrones tienden a ir a regiones de alto o bajo potencial? Se pueden cruzar dossuperficies equipotenciales diferentes? Si E es cero en un punto dado V también debe serlo? De un ejemplo. Distinga entre la diferencia de potencial y la diferencia de energía potencial. Un átomo se encuentra eléctricamente neutro, entonces como es posible que una partícula alfa pueda ser desviada por el átomo? Por que es posible blindar un salón contra las fuerzas eléctricas pero no contra lagravitatoria? Compare las fuerza eléctricas y gravitatorias que sufren dos protones ubicados a una distancia d uno del otro. Como es posible que a escalas del universo la fuerza gravitatoria domine las interacciones?
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Problemas
1. Dos pequeñas esferas conductoras, idénticas, tienen cargas de 2.10 −9 y − 0,5 .10 −9 coulombs, respectivamente. Cuando se colocan a 4 cm. una de la otra,cual es la fuerza entre ellas? Si se ponen en contacto y luego se separan 4cm. cual será la fuerza entre ellas?
Cargas puntuales de 3.10 −9 C se sitúan en tres de los cuatros vértices de un cuadrado de 15cm. de lado. Hállese la magnitud, dirección y sentido del campo eléctrico en el cuarto vértice. a) Un disco circular de radio R tiene una densidad de carga superficial σ . Hállese el campoeléctrico en un punto del eje del disco a una distancia z del mismo.
2.
3.
4.
Un cilindro circular recto de radio R y altura L se orienta según el eje z. Tiene una densidad de carga volumétrica no uniforme ρ = ρ 0 + β z con referencia a un origen en el centro del cilindro. Hállese la fuerza sobre una carga q colocada en el origen. Un objeto conductor es hueco. Si se introduce una cargapuntual q en la cavidad, demuéstrese que una carga -q se induce sobre la superficie de la cavidad. (Utilice la ley de Gauss).
5.
Electromagnetismo I
6.
Dos placas infinitas, paralelas, conductoras, están separadas una distancia d. Si tienen densidades de carga uniformas σ y - σ , respectivamente, sobre sus superficies interiores, obténgase una expresión para el campo eléctrico entre lasplacas. Demuéstrese que el campo en la región exterior es cero.
7.
La figura muestra un alambre de longitud infinita, con una densidad lineal de cargas constante. Empleando la ley de Coulomb, obtener una expresión para el vector campo eléctrico válida para puntos situados a una distancia H de la distribución de cargas
8.
A B Suponiendo el alambre de longitud finita (L) y de densidadlineal de cargas constante: a. Obtener expresiones para el vector campo eléctrico para los puntos (A) y (B) indicados en la figura y a los que suponemos directamente sobre el medio y sobre uno de los extremos del alambre, respectivamente. b. Considere el campo eléctrico en el punto A y estudie el comportamiento de dicho campo suponiendo que la longitud del alambre tiende a cero y compararlo con elcampo de una carga puntual cuyo valor coincida con la carga total del alambre.
La figura muestra una anillo de radio (R) con una carga (Q) uniformemente distribuida a lo largo de su perímetro. a. Obtener expresiones para el vector E, válida para puntos pertenecientes al eje del anillo y en función de la distancia (x) al centro del mismo, y estudiar las características cuando se consideran puntos muyalejados, esto es, puntos tales que x>>R. b. Realizar una grafica cualitativa que muestre la variación del campo resultante a lo largo del eje en función de la mencionada coordenada horizontal y obtener una expresión para el máximo valor del campo asociado a la distribución en estudio
9.
Electromagnetismo I
10.
Un anillo de radio (R) análogo al considerado en el problema anterior,...
Electromagnetismo I Guía nro 2 Electrostática 2 Preguntas
1. Supongamos que especificamos al potencial de la tierra como 100 Volts en lugar de cero (se puede hacer esto?). Que efecto tendría en los valores que se midieran para: a) los potenciales, b) las diferencias de potencial. Los electrones tienden a ir a regiones de alto o bajo potencial? Se pueden cruzar dossuperficies equipotenciales diferentes? Si E es cero en un punto dado V también debe serlo? De un ejemplo. Distinga entre la diferencia de potencial y la diferencia de energía potencial. Un átomo se encuentra eléctricamente neutro, entonces como es posible que una partícula alfa pueda ser desviada por el átomo? Por que es posible blindar un salón contra las fuerzas eléctricas pero no contra lagravitatoria? Compare las fuerza eléctricas y gravitatorias que sufren dos protones ubicados a una distancia d uno del otro. Como es posible que a escalas del universo la fuerza gravitatoria domine las interacciones?
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Problemas
1. Dos pequeñas esferas conductoras, idénticas, tienen cargas de 2.10 −9 y − 0,5 .10 −9 coulombs, respectivamente. Cuando se colocan a 4 cm. una de la otra,cual es la fuerza entre ellas? Si se ponen en contacto y luego se separan 4cm. cual será la fuerza entre ellas?
Cargas puntuales de 3.10 −9 C se sitúan en tres de los cuatros vértices de un cuadrado de 15cm. de lado. Hállese la magnitud, dirección y sentido del campo eléctrico en el cuarto vértice. a) Un disco circular de radio R tiene una densidad de carga superficial σ . Hállese el campoeléctrico en un punto del eje del disco a una distancia z del mismo.
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4.
Un cilindro circular recto de radio R y altura L se orienta según el eje z. Tiene una densidad de carga volumétrica no uniforme ρ = ρ 0 + β z con referencia a un origen en el centro del cilindro. Hállese la fuerza sobre una carga q colocada en el origen. Un objeto conductor es hueco. Si se introduce una cargapuntual q en la cavidad, demuéstrese que una carga -q se induce sobre la superficie de la cavidad. (Utilice la ley de Gauss).
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Electromagnetismo I
6.
Dos placas infinitas, paralelas, conductoras, están separadas una distancia d. Si tienen densidades de carga uniformas σ y - σ , respectivamente, sobre sus superficies interiores, obténgase una expresión para el campo eléctrico entre lasplacas. Demuéstrese que el campo en la región exterior es cero.
7.
La figura muestra un alambre de longitud infinita, con una densidad lineal de cargas constante. Empleando la ley de Coulomb, obtener una expresión para el vector campo eléctrico válida para puntos situados a una distancia H de la distribución de cargas
8.
A B Suponiendo el alambre de longitud finita (L) y de densidadlineal de cargas constante: a. Obtener expresiones para el vector campo eléctrico para los puntos (A) y (B) indicados en la figura y a los que suponemos directamente sobre el medio y sobre uno de los extremos del alambre, respectivamente. b. Considere el campo eléctrico en el punto A y estudie el comportamiento de dicho campo suponiendo que la longitud del alambre tiende a cero y compararlo con elcampo de una carga puntual cuyo valor coincida con la carga total del alambre.
La figura muestra una anillo de radio (R) con una carga (Q) uniformemente distribuida a lo largo de su perímetro. a. Obtener expresiones para el vector E, válida para puntos pertenecientes al eje del anillo y en función de la distancia (x) al centro del mismo, y estudiar las características cuando se consideran puntos muyalejados, esto es, puntos tales que x>>R. b. Realizar una grafica cualitativa que muestre la variación del campo resultante a lo largo del eje en función de la mencionada coordenada horizontal y obtener una expresión para el máximo valor del campo asociado a la distribución en estudio
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Electromagnetismo I
10.
Un anillo de radio (R) análogo al considerado en el problema anterior,...
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