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Julián Moreno Mestre www.juliweb.es tlf. 629381836

Ejercicios de electrostática (1º y 2º de Bachillerato):
1º ¿Cuál es l magnitud de la fuerza que sobre una carga de +7 C ejerce otra de –3 C situada a 2 m de aquella? ¿La fuerza es atractiva o repulsiva? Sol: 4.72·1010 N, es atractiva. Supongamos que las cargas de las esferas metálicas de una máquina de inducción sean de +1.4·10–8 y –1.4·10–8C, respectivamente. ¿Que fuerza se ejercerán entre si las esferas cuando estén separadas 5 cm? Sol: 7.056·10–4 C. ¿Cuál es la masa de un grupo de protones cuya carga total sea de 1 C? ¿Cuál es la carga total de 1 kg de protones? Dato: Unidad fundamental de carga e = 1.6·10–19 C Sol: 1.04·10–8 kg, 0.96·108 C. ¿Cuál es la energía potencial de un electrón que está a 20 cm de una carga fija de 6·10–8C?¿Que trabajo hay que realizar para alejar mucho el electrón de la carga fija? Dato: e = 1.6·10–19 C. Sol: 4.32·10–16 J. ¿Cuál es la energía potencial de una carga de 3 C situada a 3 m de una carga fija de 15·10–6 C? ¿Qué trabajo efectúa el campo eléctrico sobre la primera carga al llevarla a un punto situado a 5 m de la segunda? Sol: 1.35·105 J, 5.4·104 J Dos cargas puntuales e iguales de valor2 mC cada una, se encuentran situadas en el plano XY en los puntos (0,5) y (0,-5), respectivamente, estando las distancias expresadas en metros. a) ¿En que punto del plano el campo eléctrico es nulo? b) ¿Cuál es el trabajo necesario para llevar una carga unidad desde el punto (1,0) al punto (-1,0)? Sol: a) El origen de coordenadas (0, 0); b) El trabajo es nulo. Los puntos A, B y C son los vérticesde un triangulo equilátero de 2 m de lado. Dos cargas iguales positivas de 2 µC están en A y B. a) ¿Cuál es el campo eléctrico en el punto C? b) ¿Cuál es el potencial en el punto C? c) ¿Cuánto trabajo se necesita para llevar una carga positiva de 5 µC desde el infinito hasta el punto C si se mantienen fijas las otras cargas? d) Responder al apartado anterior c) si la carga situada en B sesustituye por una carga de – 2 µC. Sol: a) 18000 3(0, 1) N / C ; b) 9000 V; c) 4.5·10–2 J; d) 0 J.

2º

3º

4º

5º

6º

7º

8º

Se tienen tres cargas situadas en los vértices de un triángulo equilátero cuyas coordenadas (expresadas en centímetros) son: A(0,2) B(− 3 ,−1) C( 3 ,−1) Sabiendo que las cargas situadas en los puntos B y C son idénticas e iguales a 2 µC y que el campo eléctricoen el origen de coordenadas (centro del triángulo) es nulo, determine: a) El valor y el signo de la carga situada en el punto A. b) El potencial en el origen de coordenadas. Sol: a) 2·10−6 C ; b) 2.7·106 V

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9º

Un protón se encuentra situado en el origen de coordenadas del plano XY. Un electrón, inicialmente en reposo, está situado en elpunto (2,0). Por efecto del campo eléctrico creado por el protón (supuesto inmóvil), el electrón se acelera. Estando todas las coordenadas expresadas en µm, calcule: a) El campo eléctrico y el potencial creado por el protón en el punto (2,0). b) La energía cinética del electrón cuando se encuentra en el punto (1,0). c) La velocidad y el momento lineal del electrón en la posición (1,0). d) Lalongitud de onda de De Broglie asociada al electrón en el punto (1,0). Datos: Carga del electrón: e = 1.6·10-19 C. Masa del electrón: me = 9.1·10-31 kg Constante de Planck h = 6.63·10-34 J·s Sol: a) 360 N/C, 7.2·10–4 V; b) 1.152·10-22 J; c) 7.24·10-27 J ; d) 9.16·10–8 m

10º Tres cargas positivas e iguales de valor q = 2 µC cada una se encuentran situadas en tres de los vértices de un cuadrado delado 10 cm. Determine: a) El campo eléctrico en el centro del cuadrado, efectuando un esquema gráfico en su explicación. b) Los potenciales en los puntos medios de los lados del cuadrado que unen las cargas y el trabajo realizado al desplazarse la unidad de carga entre dichos puntos. Sol: a) 2.546·106 (1, 1) N / C ; b) 1.77·108 V, 1.13·108 V, 0 y 0.62·106 J 11º Se tienen dos cargas puntuales sobre...