Electrostática
Páginas: 10 (2447 palabras)
Publicado: 28 de diciembre de 2014
CUADERNILLO DE FÍSICA 5° AÑO
SEGUNDO MÓDULO
PROBLEMAS RESUELTOS Y EJERCITACIÓN PROPUESTA
ELECTROSTÁTICA
FUERZA ELÉCTRICA
CAMPO ELÉCTRICO
POTENCIAL ELÉCTRICO
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Para la resolución de problemas tendremos en cuenta:
1. Interpretar el problema
2. Separar los datos de las incógnitas
3. Realizar la figura de análisis
4. Escribir las ecuacionesgenerales
5. Escribir la/s ecuación/es adaptadas a la situación planteada
6. Resolver despejando la incógnita
LEY DE COULOMB
INTERACCIONES ELÉCTRICAS. FUERZA ELÉCTRICA
Recordemos la Ley de Coulomb:
k0 (constante electrostática)
PROBLEMA 1
Se dispone de 3 cargas eléctricas puntuales q1= 4.10-4 C, q2= 8.10-4 C y q3= 10-8 C ubicadas sobre la misma recta y en elvacío. La distancia q1 q3 mide 4 m y la distancia mide 2 m. Determinar la fuerza neta sobre q3.
Recordamos que las cargas de igual signo se repelen y las de distinto signo se atraen.
Trabajamos las interacciones representadas con vectores:
q3 y q2 por ser ambas de igual signo se repelen
Fuerza de repulsión de q2 sobre q3
Fuerza de repulsión de q3 sobre q2
q3 y q1también se repelen
Fuerza de repulsión de q1 sobre q3
Fuerza de repulsión de q3 sobre q1
Tomamos solo las fuerzas sobre q3 y calculamos la fuerza neta (FN) que por ser un sistema de fuerzas colineales de sentido contrario, las fuerzas componentes se restan.
(1)
Calculamos el valor de esas fuerzas eléctricas:
simplificamos las unidadesreemplazamos en la ecuación (1)
reemplazamos en la ecuación (1)
el signo negativo indica que está dirigida hacia la izquierda.
La representación gráfica final es:
PROBLEMA 2
Se dispone de 3 cargas puntuales q1= 4.10-4 C, q2= -2.10-4 C y q3= 10-5 C ubicadas sobre la misma recta y en el vacío. La distancia q1 q3 mide 4 m y la distancia q2 q3 mide 2 m.Determinar la fuerza neta sobre q3.
En este problema tenemos cargas positivas y negativas.
Veamos sus interacciones:
Por ser de igual signo ambos se repelen.
Fuerza de repulsión de q1 sobre q3
Fuerza de repulsión de q3 sobre q1
Las fuerzas son de signo opuesto, por lo tanto se atraen
es la fuerza de atracción de q2 sobre q3
es la fuerza de atracciónde q3 sobre q2
Como nos interesa la fuerza neta sobre q3 el diagrama quedará de esta manera:
El módulo de la fuerza neta será:
(1)
Calculamos el valor de las fuerzas eléctricas:
reemplazamos en la ecuación (1)
reemplazamos en la ecuación (1)
por ser positiva está dirigida hacia la derecha
PROBLEMA 3
Tres cargas puntualesse hallan dispuestas como indica la figura. La fuerza resultante sobre q2 es de 6 N, siendo el valor de esta fuerza 10-6 C. determinar el valor y signo de q1 y q3.
Descomponemos en sus componentes ortogonales.
Calculamos el módulo de y de , para ello, recordemos conceptos de trigonometría:
Por construcción del rectángulo que se ha formadopodemos decir que el vector es igual a (línea punteada), análogamente, es igual a
Por lo tanto podemos considerar el siguiente triángulo rectángulo:
Despejamos
Despejamos
Ya tenemos los valores de las fuerzas componentes ahora calculemos q1 y q3
Despejamos q1
Despejamos q3Para determinar el signo de q1 y q3 debemos analizar el gráfico
Sabemos que q2 es positiva por ser dato.
q1 es positiva ya que la fuerza está dirigida en sentido contrario a q1.
q3 es negativa ya que la fuerza está dirigida hacia q3.
CAMPO ELÉCTRICO
PROBLEMA 1
Las cargas q1= 8 . 10-8 C, q2= 10-8 C están ubicadas en el vacío a 6 m de...
SEGUNDO MÓDULO
PROBLEMAS RESUELTOS Y EJERCITACIÓN PROPUESTA
ELECTROSTÁTICA
FUERZA ELÉCTRICA
CAMPO ELÉCTRICO
POTENCIAL ELÉCTRICO
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Para la resolución de problemas tendremos en cuenta:
1. Interpretar el problema
2. Separar los datos de las incógnitas
3. Realizar la figura de análisis
4. Escribir las ecuacionesgenerales
5. Escribir la/s ecuación/es adaptadas a la situación planteada
6. Resolver despejando la incógnita
LEY DE COULOMB
INTERACCIONES ELÉCTRICAS. FUERZA ELÉCTRICA
Recordemos la Ley de Coulomb:
k0 (constante electrostática)
PROBLEMA 1
Se dispone de 3 cargas eléctricas puntuales q1= 4.10-4 C, q2= 8.10-4 C y q3= 10-8 C ubicadas sobre la misma recta y en elvacío. La distancia q1 q3 mide 4 m y la distancia mide 2 m. Determinar la fuerza neta sobre q3.
Recordamos que las cargas de igual signo se repelen y las de distinto signo se atraen.
Trabajamos las interacciones representadas con vectores:
q3 y q2 por ser ambas de igual signo se repelen
Fuerza de repulsión de q2 sobre q3
Fuerza de repulsión de q3 sobre q2
q3 y q1también se repelen
Fuerza de repulsión de q1 sobre q3
Fuerza de repulsión de q3 sobre q1
Tomamos solo las fuerzas sobre q3 y calculamos la fuerza neta (FN) que por ser un sistema de fuerzas colineales de sentido contrario, las fuerzas componentes se restan.
(1)
Calculamos el valor de esas fuerzas eléctricas:
simplificamos las unidadesreemplazamos en la ecuación (1)
reemplazamos en la ecuación (1)
el signo negativo indica que está dirigida hacia la izquierda.
La representación gráfica final es:
PROBLEMA 2
Se dispone de 3 cargas puntuales q1= 4.10-4 C, q2= -2.10-4 C y q3= 10-5 C ubicadas sobre la misma recta y en el vacío. La distancia q1 q3 mide 4 m y la distancia q2 q3 mide 2 m.Determinar la fuerza neta sobre q3.
En este problema tenemos cargas positivas y negativas.
Veamos sus interacciones:
Por ser de igual signo ambos se repelen.
Fuerza de repulsión de q1 sobre q3
Fuerza de repulsión de q3 sobre q1
Las fuerzas son de signo opuesto, por lo tanto se atraen
es la fuerza de atracción de q2 sobre q3
es la fuerza de atracciónde q3 sobre q2
Como nos interesa la fuerza neta sobre q3 el diagrama quedará de esta manera:
El módulo de la fuerza neta será:
(1)
Calculamos el valor de las fuerzas eléctricas:
reemplazamos en la ecuación (1)
reemplazamos en la ecuación (1)
por ser positiva está dirigida hacia la derecha
PROBLEMA 3
Tres cargas puntualesse hallan dispuestas como indica la figura. La fuerza resultante sobre q2 es de 6 N, siendo el valor de esta fuerza 10-6 C. determinar el valor y signo de q1 y q3.
Descomponemos en sus componentes ortogonales.
Calculamos el módulo de y de , para ello, recordemos conceptos de trigonometría:
Por construcción del rectángulo que se ha formadopodemos decir que el vector es igual a (línea punteada), análogamente, es igual a
Por lo tanto podemos considerar el siguiente triángulo rectángulo:
Despejamos
Despejamos
Ya tenemos los valores de las fuerzas componentes ahora calculemos q1 y q3
Despejamos q1
Despejamos q3Para determinar el signo de q1 y q3 debemos analizar el gráfico
Sabemos que q2 es positiva por ser dato.
q1 es positiva ya que la fuerza está dirigida en sentido contrario a q1.
q3 es negativa ya que la fuerza está dirigida hacia q3.
CAMPO ELÉCTRICO
PROBLEMA 1
Las cargas q1= 8 . 10-8 C, q2= 10-8 C están ubicadas en el vacío a 6 m de...
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