Examen

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 2 1 2 2

1

 F 2  4F 1

TEMA 3 (3 pts.) Una molécula de un momento de dipolo permanente es colocada en un campo eléctricouniforme de intensidad 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 µCse colocan dentro de un 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 delparalelepípedo. (5 pts.)

  Q    E  dA  
5

enc 0



510 C  8.8510 C Nm
6 12 2

2

  5.6510 Nm C

2

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.

dr  dr    1   b  a  R   4 a b A 4  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 2 a a 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 enel 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


enc 0



E 4r 2 
6 2 2

Q



enc 0

E 

Q

4 r
0

enc

2


6

 2010 C 4 8.8510 C Nm  1510 2 m  N ; radialhacia adentro   810 ˆ u E C
12 6

2

  810

N C

b) El potencial eléctrico en el punto P ubicado a una distancia de 8 cm medido desde el centro de la esfera. (5 pts.)
R2

V P V   
R2



 E

neto2

 dr 
P



R2

 E
P

neto1

 dr  



R2



E

neto2

dr
neto1



R2

 E dr
neto1

P

V

 k P





Q

neto2 2dr
R2

r

k

R2

Q dr ; donde: Q  r
neto1 2 P neto1

 10C

yQ
neto1

neto2

  20C

VPkQ V
c)


neto2

1 r
2

k Q


1 r


R2

kQ R

neto2 2



kQ P

neto1



kQ R

2

P

910 Nm
9

C
2

6 6 6  2010 C  1010 C  1010 C   1.58106V    2 2 2 m 1010 m   1010 m 810  

El valor de la diferencia...