solucionario shaun

ELECTROSTATICA
PROBLEMAS
1. El núcleo del átomo de helio tiene una carga + 2e y el Neón de +10e, siendo e=1.60x10-19C. Hallar la fuerza de repulsión entre ambos núcleos situados en el vacío y a una distancia de milimicras (1 milimicra = 1 mµ = 10-9 m).
Solución:


2. El atomo normal de hidrogeno tiene un protón en su núcleo y un electrón en su órbita; cada una de estas partículaselementales posee una carga de modulo . Suponiendo que la órbita que recorre el electrón es circular y que la distancia entre ambas partículas es , hallar:
a) La fuerza eléctrica de atracción entre el protón y el electrón, b) la velocidad lineal del electrón . la masa del electrón es
Solución:
a)


b) Fes la fuerza centrípeta a que se encuentra sometido el electrón en su órbita. Por tanto,3. Hallar la relación entre la fuerza eléctrica y la gravitatoria (o peso) entre dos electrones.
Solución:



4. Dos esferillas iguales e igualmente cargadas, de 0,1 g de masa cada una se suspende del mismo punto mediante hilos de 13 cm de longitud. Debido a la repulsión entre ambas, las esferillas se separan 10 cm. Hallar la carga de cada una de ellas.
Solución
Sean lasesferillas, separadas 10 cm. La esfera se encuentra en equilibrio bajo la acción de tres fuerzas: 1) la tensión del hilo, 2) su propio peso , 3) la fuerza , horizontal, de repulsión entre las dos cargas.
Por tanto, la tensión ha de ser directamente igual y opuesta a la resultante de las otras dos fueras.

El triangulo PCD es semejante al APB; en consecuencia,




5. tres cargas puntuales, de +2,+3, +4 µc, están situadas en los vértices del triangulo equilátero , que tiene 10 cm de lado. Hallar la resultante R aplicada en la carga de .
Solución
Fuerza debida a

Fuerza debida a




De donde

6. Hallar: a) la intensidad del campo eléctrico E, en el aire, a una distancia de 30 cm de la carga , b) la fuerza F que actúa sobre una carga situada a 30 cm de .
Solución
a)b)






7. a) Hallar la intensidad del campo eléctrico en el aire entre dos cargas puntuales de y distantes 10 cm. Calcular seguidamente la fuerza que actua sobre una carga de situadas en el punto medio del segmento que une las cargas dadas. b) si en lugar de la carga de se coloca otra de calcular la intensidad del campo y la fuera resultante sobre la carga de

Solución
a)una carga en P es repelida (hacia la derecha) por la de y atraída (hacia la derecha)por la de . La intensidad del campo resultante, E, en el punto P ES, por tanto, el vector suma de las intensidades correspondientes a cada una de las cargas consideradas por separado:



b) Una carga en P’ es repetida (hacia la derecha) por la carga de y repelida, también (hacia la izquierda) por la de Laintensidad del campo resultante E en P’ es:



8. Un electrón de masa m (kg) y carga e (C) se lanza con una velocidad inicial v(m/s), según el eje entre dos placas paralelas horizontales, cada una de longitud l(m). la intensidad del campo eléctrico entre las placas es E(N/C), vertical y dirigido hacia abajo. A una distancia d(m) del extremo de las placas se coloca una pantalla fluorescente.Deducir la expresiones a) del desplazamiento vertical y del electrón al abandonar las placas desviadoras, b) del Angulo  que forma la trayectoria seguida por el electrón con el eje de las placas, c) la distancia vertical, Y, desde el eje al punto en que el electrón choca con l pantalla.
Solución:
a) Fuerza eléctrica hacia arriba sobre el electron = masa * aceleración hacia arriba del elctron.Tiempo de transito del electron entre las placas,.
b)
c)

9. Un núcleo atómico tiene de carga . Hallar el potencial V de un punto situado a de dicho núcleo y la energía potencial W de un protón en ese mismo punto. La carga del protón es .
Solución:

10. Calcular el trabajo W necesario para trasladar una carga de DESDE UN PUNTO, en el aire, a 50 cm de la carga hasta otro punto a 10 cm...