Fis 212 EP1 Problemas
Páginas: 14 (3411 palabras)
Publicado: 16 de octubre de 2015
Tarea para EP1. FIS-212
Carácter discreto de la Carga eléctrica
1.
Halle la carga total de una barra de longitud L=3m si su densidad de carga lineal es:
a)
b)
Repita el problema para calcular la carga que tiene la barra en los dos últimos metros finales.
2. Halle la carga total de una superficie plana rectangular (ver figura) si la densidad de carga
superficial de la misma es:
a)
b)
3. Halle lacarga que se encuentra en la superficie curva de un cilindro de radio a=0.05m y una
longitud L=8m si la densidad superficial de carga en dicha superficie es uniforme
4. Un cuerpo dieléctrico en forma cilíndrica de radio a=0.05m y una longitud L=8m está cargado
volumétricamente de forma uniforme con densidad de carga volumétrica
. Determine la
carga del cilindro. Halle la carga que está acumuladaen un tercio del cuerpo.
5. Halle la carga superficial que posee un cuerpo esférico de radio a =0.02m si la densidad superficial de carga
es uniforme igual a
6. Un cuerpo dieléctrico en forma esférica de radio a=0.05m está cargado volumétricamente de forma uniforme
con densidad de carga volumétrica
. Halle la carga Q total del cuerpo
7. Un rayo promedio puede acarrear una carga total de 30 C.¿Cuántos electrones representan a esta carga
eléctrica?
Fuerza de Coulomb
8. La figura muestra dos cargas q
y q
, separadas por una distancia d.
1
2
Encuentre el valor de la fuerza eléctrica que actúa sobre q1
. Suponga que q1
=q
=21.3
2
y d=1.52m.
Distribuciones discretas de carga. Campo electrostático. Intensidad de campo eléctrico. Potencial
eléctrico. Principio de superposición.Fuerza eléctrica. Trabajo del CE
9. Cuatro partículas cargadas con carga +q, -2q, 3q y -4q son colocadas en los vértices de un cuadrado de lado
“a”. a) Determine el potencial eléctrico V inherente al sistema de 4 cargas, en el centro del cuadrado.
b) Determine el vector intensidad de campo eléctrico E inherente a este sistema de cargas, en el centro del
-8
cuadrado. c) Determine la fuerzaelectrostática que actúa sobre una partícula cargada q
=2x10
C, colocada en
o
el centro del cuadrado. Asuma que q=3x10-8
C y a=0.8mm
10. Tres partículas cargadas con carga +q, -2q, 3q son colocadas 3 de los vértices de un
rectángulo de lados “a” y “b”=2a
a) Determine el potencial eléctrico V inherente al sistema de 3 cargas, en el vértice no
ocupado del rectángulo.
b) Determine el vector intensidad decampo eléctrico E inherente a este sistema de cargas,
en el vértice del rectángulo mencionado.
Dr. Arturo Hidalgo Córdova
Departamento de Ciencias Básicas PUCMM
c) Determine la energía potencial que adquiere y la fuerza electrostática que actúa sobre una partícula
cargada q
=2x10-8
C, si es colocada en dicho vértice. Asuma que q=3x10-8
C y a=0.8mm
o
11. Dos cargas fijas, de q1=+1.07
yq2=-3.28
, tienen una
separación de 61.8cm. a) ¿Dónde debe colocarse una tercera carga
de modo que no actúe sobre ella ninguna fuerza neta?
b) Halle
la posición sobre el eje de cargas donde el potencial eléctrico se hace cero.
12.
Dos
cargas son positivas e iguales a “q” y están separadas una distancia “d”.
Determine la expresión del vector intensidad de campo eléctrico E y del
potencial V enel punto P a una distancia z desde el centro del sistema de dos
cargas a lo largo del eje bisector.
13. Para un dipolo con magnitud de momento di-polar p [Cm] y distancia entre
cargas d.
a) Halle el vector intensidad de campo eléctrico
en un punto P
ubicado a una distancia x del centro del dipolo sobre el eje bisector del
dipolo.
b) Halle el potencial eléctrico en dicho punto.
c) Halle ladensidad de energía eléctrica en el punto P.
d)
Determine la fuerza ejercida por el dipolo sobre una partícula con carga q0colocada
en P.
e) Determine el trabajo que realiza el CE del dipolo sobre la partícula mencionada, al trasladarla
desde el punto P a un punto P’ también sobre el eje bisector a una distancia x’ del centro.
-19
14. Considere un dipolo eléctrico con magnitud de momento...
Carácter discreto de la Carga eléctrica
1.
Halle la carga total de una barra de longitud L=3m si su densidad de carga lineal es:
a)
b)
Repita el problema para calcular la carga que tiene la barra en los dos últimos metros finales.
2. Halle la carga total de una superficie plana rectangular (ver figura) si la densidad de carga
superficial de la misma es:
a)
b)
3. Halle lacarga que se encuentra en la superficie curva de un cilindro de radio a=0.05m y una
longitud L=8m si la densidad superficial de carga en dicha superficie es uniforme
4. Un cuerpo dieléctrico en forma cilíndrica de radio a=0.05m y una longitud L=8m está cargado
volumétricamente de forma uniforme con densidad de carga volumétrica
. Determine la
carga del cilindro. Halle la carga que está acumuladaen un tercio del cuerpo.
5. Halle la carga superficial que posee un cuerpo esférico de radio a =0.02m si la densidad superficial de carga
es uniforme igual a
6. Un cuerpo dieléctrico en forma esférica de radio a=0.05m está cargado volumétricamente de forma uniforme
con densidad de carga volumétrica
. Halle la carga Q total del cuerpo
7. Un rayo promedio puede acarrear una carga total de 30 C.¿Cuántos electrones representan a esta carga
eléctrica?
Fuerza de Coulomb
8. La figura muestra dos cargas q
y q
, separadas por una distancia d.
1
2
Encuentre el valor de la fuerza eléctrica que actúa sobre q1
. Suponga que q1
=q
=21.3
2
y d=1.52m.
Distribuciones discretas de carga. Campo electrostático. Intensidad de campo eléctrico. Potencial
eléctrico. Principio de superposición.Fuerza eléctrica. Trabajo del CE
9. Cuatro partículas cargadas con carga +q, -2q, 3q y -4q son colocadas en los vértices de un cuadrado de lado
“a”. a) Determine el potencial eléctrico V inherente al sistema de 4 cargas, en el centro del cuadrado.
b) Determine el vector intensidad de campo eléctrico E inherente a este sistema de cargas, en el centro del
-8
cuadrado. c) Determine la fuerzaelectrostática que actúa sobre una partícula cargada q
=2x10
C, colocada en
o
el centro del cuadrado. Asuma que q=3x10-8
C y a=0.8mm
10. Tres partículas cargadas con carga +q, -2q, 3q son colocadas 3 de los vértices de un
rectángulo de lados “a” y “b”=2a
a) Determine el potencial eléctrico V inherente al sistema de 3 cargas, en el vértice no
ocupado del rectángulo.
b) Determine el vector intensidad decampo eléctrico E inherente a este sistema de cargas,
en el vértice del rectángulo mencionado.
Dr. Arturo Hidalgo Córdova
Departamento de Ciencias Básicas PUCMM
c) Determine la energía potencial que adquiere y la fuerza electrostática que actúa sobre una partícula
cargada q
=2x10-8
C, si es colocada en dicho vértice. Asuma que q=3x10-8
C y a=0.8mm
o
11. Dos cargas fijas, de q1=+1.07
yq2=-3.28
, tienen una
separación de 61.8cm. a) ¿Dónde debe colocarse una tercera carga
de modo que no actúe sobre ella ninguna fuerza neta?
b) Halle
la posición sobre el eje de cargas donde el potencial eléctrico se hace cero.
12.
Dos
cargas son positivas e iguales a “q” y están separadas una distancia “d”.
Determine la expresión del vector intensidad de campo eléctrico E y del
potencial V enel punto P a una distancia z desde el centro del sistema de dos
cargas a lo largo del eje bisector.
13. Para un dipolo con magnitud de momento di-polar p [Cm] y distancia entre
cargas d.
a) Halle el vector intensidad de campo eléctrico
en un punto P
ubicado a una distancia x del centro del dipolo sobre el eje bisector del
dipolo.
b) Halle el potencial eléctrico en dicho punto.
c) Halle ladensidad de energía eléctrica en el punto P.
d)
Determine la fuerza ejercida por el dipolo sobre una partícula con carga q0colocada
en P.
e) Determine el trabajo que realiza el CE del dipolo sobre la partícula mencionada, al trasladarla
desde el punto P a un punto P’ también sobre el eje bisector a una distancia x’ del centro.
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14. Considere un dipolo eléctrico con magnitud de momento...
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