Guia De Fisica Ii

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” COMPLEJO DOCENTE EL SABINO DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA Y FÍSICA UNIDAD CURRICULAR: FÍSICA II PROFESORA CARMEN ADRIANA CONCEPCIÓN

1. Considere tres cargas en los vértices de un triángulo como lo muestra la figura, q1= 8 nC, q2= --15 nC, y q3= 25 nC. Halle la magnitud y dirección de la fuerza resultante que actúa sobre la carga de 25 nC.Resp.: Fr = 127*10-5 N; θ = 83º q1

+
60º

-

q2

L = 5 cm

+ q3
2. Dos esferas pequeñas de 30 g cada una, se atan con hilos aislantes de masa despreciable y de 60 cm de longitud, de un punto común ¿Qué cantidades de cargas iguales deben darse a las esferas si se quiere que los hilos formen ángulos de 30º con la vertical? Resp.: q = 2.6*10-6 C 3. Cargas puntuales de q1= 5 pC, q2= 2 pC,q3= --3 pC y q4= 4 pC se colocan en los vértices de un rectángulo, como se muestra en la figura. ¿Qué fuerza ejercen las demás cargas sobre la carga de 4 pC? Resp.: Fr = 4,87*10-11 N; θ = 69,71º q1 + a = 8 cm + q2

b = 6 cm q4 + q3

4. ¿Qué separación debe haber entre dos protones para que la fuerza eléctrica de repulsión que actúa en cualquiera de ellos sea igual a su peso? Resp.: x = 0,12 m5. Se localizan tres cargas puntuales en las esquinas de un triángulo equilátero de lado L=8 cm, Q1= 15 µC, Q2= -- 10 µC y Q3= -- 8 µC. a) Calcule la magnitud y dirección del campo eléctrico en el punto P donde se localiza la carga de prueba de 3 ρC. b) Calcule la magnitud y dirección de la fuerza eléctrica neta ejercida sobre dicha carga.

y

Q2 P 20º

.

5 cm

Q1

+

10º

- Q3x

6. En los vértices de un triángulo equilátero de lado L=8 cm se colocan tres cargas puntuales q1= 5 µC, q2= --3 µC y q3= --2 µC. a) Determine la magnitud y dirección del campo eléctrico resultante sobre una carga de prueba de q0= 3 µC colocada en el punto P. b) Determine la magnitud y dirección la fuerza resultante en el punto P. Resp.: Er = 25,76*106 N/C; Fr = 77,28 N; θ = - 80,64º q2 3 cmP 5 cm q1 + q3

7. En los vértices de un rectángulo se colocan cuatro cargas puntuales de q1= 2 µC, q2= - 4 µC, q3= 3 µC y q4= 5 µC. como muestra la figura. a) Determine la magnitud y dirección del campo eléctrico resultante sobre una carga de prueba de q0= 4 µC colocada en el punto P. b) Determine la magnitud y dirección la fuerza resultante en el punto P. Resp.: Er = 51,74*106 N/C; Fr =206,96 N; θ = 1,73º q1 + a = 7 cm q2 b = 3 cm q4 + 3 cm + q3

8. Se localizan tres cargas positivas iguales Q en las esquinas de un triángulo equilátero de lado a, como muestra la figura. a) ¿En que punto en el plano de las cargas (aparte del infinito) la magnitud del campo eléctrico es cero?. b) Demostrar que la magnitud del campo eléctrico en el punto P debido a las dos cargas en la base está dadapor: KQ E = 3 2 , e indique cuál es su dirección. Q a + P

Q

+

-

Q

9. Dados los sistemas de cargas puntuales determine la magnitud, dirección y expresión vectorial de la fuerza eléctrica y del campo eléctrico resultante sobre la carga de prueba ubicada en el punto P. Q2 Q1= 3µC y a) 2 cm Q2= -- 5µC Q3= -- 9µC 7 cm 7 cm x P Q0= 2ηC Q3 x Q1 10 cm

.

b)

Q1

y

9 cm

.
P2 cm
Q1= -- 2µC Q2= -- 15µC Q3= 4µC Q0= 2ρC x

Q3

x
6 cm 10 cm

Q2
c) y

Q2
5 cm

Q1= 6µC Q2= -- 9µC Q3= -- 4µC

8 cm

.
P

Q0= 5ηC 2 cm

Q3

10 cm

15º Q1

x

10. Dos pequeñas esferas de masa m están suspendidas por hilos seda, que cuelgan

de puntos diferentes separados por una distancia R. Las esferas suspendidas por hilos de longitud L poseen la mismacarga y quedan separadas por una distancia d. Cuando cada una de las esferas transporta la misma carga q, cada cuerda forma un ángulo θ con la vertical, suponga que θ es tan pequeño que Tan θ puede reemplazarse por Sen θ. a) Demostrar que la carga q viene dada por

d − R q = 2 d m.g .π ε 0    2L 
b) Determine el valor de la carga si m=10 gr, L=130 cm, d=15 cm y R =d/2. c) Determine la...