problemario de fisica

1E. ¿Cuál debe ser la distancia entre la carga puntual q_1=26.3μC y la carga puntual q_2=-47.1μC con objeto de que la fuerza eléctrica de atracción entre ellos tenga una magnitud de 5.66N?
q_1=26.3X10-6
q_2=-47.1X10-6
F=5.66N
F_e=(Kq_1 q_2)/r^2 donde r=√((Kq_1 q_2)/F) y sustituyendo:
r=√(((9〖x10〗^9 (Nm^2)/C^2 )(26.3X10-6)(-47.1X10-6))/5.66N)
Donde r=1.4034m

14P. Una particula concarga Q esta fija en cada una de dos esquinas opuestas de un cuadrado y una particula con carga q se coloca en cada una de las otras dos esquinas. Si la fuerza electrostática neta sobre cada particula con carga q es cero ¿Cuál es q en términos de q?
q1 Q2
F_e=(Kq_1 q_2)/r^2

Q2 q2
F_Q2Q1=(KQ_1Q_2)/((√(a^2+a^2 ) )^2 ) =(KQ_1 Q_2)/((√(〖2a〗^2 ) )^2 )=(KQ_1 Q_2)/(2a^2 )
F_q2Q1=(Kq_2 Q_1)/a^2
F_q1Q1=(Kq_1 Q_1)/a^2
Si F=F_1+F_2+F_3…=0 entonces
F=(Kq_1 Q_1)/a^2 +(Kq_2 Q_1)/a^2 +(KQ_1 q_2)/(2a^2 )=0
F=(Kq_1 Q_1)/a^2 +(3Kq_2 Q_1)/(2a^2 )=0 por lo tanto y eliminando
(Kq_1 Q_1)/((Kq_2 Q_1)a^2 )=3/(2a^2 )→Q_1/(q_2 a^2 )=3/(2a^2 )
Q_1 2a^2=〖3q〗_2 a^2→(3q_2 a^2)/(2a^2 )=Q_1 de dondeQ_1=3/2 q_2→Q=3/2 q
27P. En la estructura cristalina básica del CsCl (cloruro de cesio), los iones Cs positivos forman las esquinas de un cubo con un ion Cl negativo en su centro. La longitud de las aristas del cubo es de 0.40nm. cada ion cesio tiene una deficiencia de un electron y por tanto una carga de +e y el ion Cl tiene un electron de exceso por lo que tiene una carga de –e. ¿Cual es lamagnitud de la fuerza electrostática neta ejercida sobre el ion Cl(-) por los ocho iones cesio de las esquinas del cubo?
Cs
Cl
 
F=F_1+F_2+F_3…=0
F=F_1+F_2+F_3+F_4+F_5+F_6+F_7+F_8=0
F=(1.92〖X10〗^(-9) N)(8)=5.32 〖X10〗^(-18)
10P 40. Dos cargas puntuales fijas q1=-5q y q2=2q están separadas por una distancias de 10cm. localice el punto donde el campo eléctrico neto debido a las doscargas es cero. Trace en forma cualitativa las líneas del campo eléctrico neto.

E ⃑=K q/r^2
E_1=((9〖x10〗^9 (Nm^2)/C^2 )(-5C))/x^2 =-〖4.5X10〗^10/x^2
E_2=((9〖x10〗^9 (Nm^2)/C^2 )(2C))/((10-x)^2 )=〖1.8X10〗^10/((10-x)^2 )
E=E_1+E_2=0
E=-〖4.5X10〗^10/x^2 +〖1.8X10〗^10/((10-x)^2 ) =0 donde
4.5/x^2 =1.8/((10-x)^2 )=0/〖X10〗^10
4.5/x^2 =1.8/((10-x)^2 )4.5(10-x)^2=1.8x^2 … resolviendo el binomio
4.5(100-20x+x^2)=1.8x^2
4.5x^2-90x+450=1.8x^2
4.5x^2-90x+450-1.8x^2=0
(2.7x^2-90x+450)/100=0
(2.7x^2-90x+450)/100=0
27〖x10〗^3-0.90x+4.5=0 resolviendo por x=(-b±√(b^2-4ac))/2a resulta
x_1=27m
x_2=6.1257m este es el resultado puesto que este punto si se encuentra entre las cargas
23P 53. En la figura una barra no conductora de longitud tiene unacarga –q distribuida de manera uniforme en toda su longitud ¿Cuál es la densidad de carga lineal de la barra? , ¿ cual es el campo eléctrico en el punto P a una distancia a desde el extremo de la barra?
Si para la densidad de carga lineal tenemos:
l=Q/L
Entonces
l=(-q)/L
Y para el campo eléctrico al punto P:
E ⃑=K q/r^2
E ⃑=K (-q)/〖(L+a)〗^2
36E 56. Con una rapidez de 〖5X10〗^8 cm/s unelectron entra a un campo eléctrico de magnitud 1000N/C y se desplaza a lo largo de las líneas de campo en la dirección que retarda su movimiento a) a que distancia se desplazara el elctron en el campo antes de detenerse momentáneamente en el campo y b) cuanto tiempo transcurrirá. C) si la región con el campo eléctrico mide solo 8mm de largo (demasiado corta para que el electron se detengadentro de ella)¿Qué fracción de la energia cinetica inicial del electron se perdería en esa región?
a) a ⃑=(qE ⃑)/m
a=((-1.6〖X10〗^(-19) C)(1〖X10〗^3 N/C))/((9.11〖X10〗^(-31) Kg))=-1.75〖X10〗^14 m/s^2
si a=v/t entonces t=v/a
t=(5〖X10〗^6 m/s)/(1.75〖x10〗^14 m/s^2 )=2.84〖X10〗^(-8) s Si V=d/t entonces d=Vt
d=(5〖X10〗^6 m/s)(2.84〖X10〗^(-8) s)=0.142m
b) si a=v/t entonces t=v/a
t=(5〖X10〗^6...