Colegio Santa Bernardita

Área Ciencias – Física.Prof. Ignacio Miranda C.

Nivel: 4° Medio.Unidad: Electricidad y Magnetismo.Subunidad: Electricidad.

Guía de ejercicios N°1 Ley de Coulomb.

Resuelve cada uno de los siguientes ejercicios de forma clara y ordenada en tu cuaderno.

1) Determinar la magnitud de la fuerza que actúa sobre las cargas eléctricas q1 = 1 x 10-6 C. y q2 = 2,5 x 10-6 C. que se encuentran en reposo y en el vacío a una distancia de 5 cm. Además represente los vectores fuerza resultantes en un diagrama.(R≈ 9 N)

2) Determinar la magnitud de la fuerza que actúa sobre las cargas eléctricas q1 = -1,25 x 10-9 C. y q2 = 2 mC. que se encuentran en reposo y en el vacío a una distancia de 10 cm. Además represente los vectores fuerza resultantes en un diagrama. (R≈ 2,25 N)

3) Calcular la magnitud de la fuerza existente entre la interacción de dos cargas eléctricas de magnitud q1= 8.61 μC y q2= - 0.005 C, sabiendo que ambas se encuentran a una separación de 0.0009 km, para cargas en: (R≈ a) 478,33 N, b) 207,96 N c) 106,29 N d) 5,095 N e) 103,98 N)

a) Vacío. b) Gasolina.c) Vidrio.d) Agua.e) Aceite.

Analiza los resultados obtenidos, ¿que puedes concluir al respecto, en relación a la magnitud de las fuerzas calculadas?.

4) Una carga de 25 mC se encuentra a 0,4 km de una carga de 32 mC. ¿Con qué fuerza se atraen si se encuentran al vacío?  (R≈ 45 N)                               5) ¿A qué distancia se encuentran dos cargas eléctricas (en el vacio) de -2 μC y 0.4 μC si se atraen con la fuerza de 4.2 N?. Además represente los vectores fuerza resultantes en un diagrama. (R≈ 0,041 m)                              

6) La carga de un electrón es 1.60219 x 10-19 C, a cuantos electrones de exceso o defecto corresponde una carga de: (R≈ a)1,87x1019 electrones defecto, b) 4,36x1018electrones exceso, c) 2,808x1016 electrones defecto, d) 3,99x1013 electrones exceso)

a) 3 C,b) -0.7 C,c) 4.5 mCd) -6.4 μC 

7) Determine la magnitud y el signo de una carga eléctrica q1 cuando la fuerza de atracción es igual a 2.4 N la separación entre ellas es de 5.6 cm y la magnitud de la carga q2 = 12.9 mC. (Considere ambas cargas en el vació) (R≈6,48x10-11C, la carga es negativa)

8) Si se tiene una carga q1 = 9.8 C y la separación existente con la carga q2 es de 66 cm, además sabemos que la fuerza de repulsión entre las cargas es de 0.091 N.

Calcular la magnitud de la carga eléctrica q2 y determinar su signo teniendo en consideración que las cargas están sumergidas en agua. (R≈3,64x10-11C, la carga es positiva)

9) Se tienen dos cargas q1 =0.2mC y q2 = - 0.3μC que se atraen con una fuerza medida de 0.0125 N y se encuentran a una distancia de 1 m. Además se sabe que ambas cargas están sumergidas en un medio material desconocido. ¿En que sustancia están sumergidas estas cargas? (R≈ 43 glicerina)

10) ¿Cuál es la fuerza con que se atraen una carga de 25 mC otra de -40 mC situadas en       el aire a 2 cm. (R≈2,25x10-10N.)                             11) ¿Con qué fuerza se repelen una carga de + 80 coulomb de otra de + 20 coulomb si están a 0,05 km en el aire?  (R≈5,76x109N )                                             12) La distancia entre el protón del núcleo de hidrógeno y el electrón de su órbita es aproximadamente 0.53 Å. La carga eléctrica del protón y del electrón es la misma en valor absoluto y vale 1,6 · 10-19 coulomb. Con estos valores calcule la fuerza con que se atraen.  (R≈8,202x10-8N)                                                                                                                        13) Con qué fuerza se atraen un electrón y una partícula alfa (núcleos de Helio ionizados) si están situados a 3 ángstrom en el vacío. (R≈5,12x10-19N)

 14) Una carga q está situada a la distancia r de otra carga q. ¿Qué sucede con la fuerza de acción entre ellas si una de las cargas se hace 6 veces mayor y la otra se reduce a la tercera parte, sin variar la distancia? (La fuerza se hace 2 veces mayor) 15) Dos cargas de 0, 00005 coulomb  se encuentran a 15 metros. ¿Con qué fuerza actúan entre sí?  (R≈0,099N)                                                                                    16) Dos cargas de 16 · 10-7  C y 5 · 10- 8   C se repelen con una fuerza de 4· 10-5  N. ¿A qué distancia se encuentran?  (R≈4,24 m)                                                

17) Calcular la fuerza repulsiva de dos cargas eléctricas de - 20 μC y  - 36 milicoulomb, si se encuentran a 10 cm, sumergidas en glicerina.   (R≈15069,76 N)                                              18) Una carga de - 25 microcoulomb se encuentra a 0,4 km de una carga de 32 microcoulomb. ¿Con qué fuerza se atraen?    (R≈4,5x10-5N)                             19) ¿A qué distancia se encuentran dos cargas eléctricas de -2 coulomb y 4 coulomb si se atraen con la fuerza de 1.2 N?   (R≈244948,97 m)

 20) ¿Con qué fuerza actúan entre sí una carga eléctrica equivalente a la de 250 electrones con otra equivalente a la de 5000 protones a la distancia de 2 ángstrom? (R≈7,2x10-3N)

 21) ¿Qué sucede con la fuerza de acción entre dos cargas eléctricas si una aumenta 12 veces su carga, la otra se reduce a la cuarta parte y la distancia disminuye a la tercera parte? (R≈ la fuerza disminuye en 27 veces)

                                                                                       22) Dos cargas eléctricas se atraen con cierta fuerza; si una de ellas se triplica y la otra se duplica. ¿A qué distancia deben situarse ahora para que la fuerza permanezca constante? (R≈La distancia debe aumentarse en 2,449)                                                                           23) ¿Con qué fuerza se atraen un protón y un electrón cuando están a 10-12 cm? (R≈3,304 N)

 

24) Dos cargas eléctricas situadas a cierta distancia se atraen con cierta fuerza. Si una de las cargas se hace 6 veces mayor y la otra se reduce a la tercera parte ¿A qué distancia deben situarse ahora para que la fuerza se reduzca al 50%? (Se debe duplicar la distancia)

25) Considere tres cargas puntuales localizadas en las esquinas de un triangulo recto, como se muestra en la figura, donde q1=q3 y q2 = -2,0 µC, y a = 0,10 m, encuentre la fuerza resultante sobre q3

26) El electrón y el protón de un átomo de hidrogeno están separados en promedio por una distancia aproximada de 5,3x10-11m. Encuentre la magnitud de las fuerzas eléctricas y gravitacionales entre las partículas. (R≈8,202 x10-8 N)