UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA DEPARTAMENTO DE FISICA

FISICA II

CARRERA INGENIERIA PLAN COMUNGUIA DE EJERCICIOS N 1.- AO 2006

LEY DE COULOMB.1) Dos cargas puntuales de 5 x 10-6 C estn separadas 0,01 m. Que fuerza seejerce sobre cada una de ellas?. Rp: 2.250 N ,en la lnea que une las cargas .

2) Considere dos cargas puntuales de magnitudes q1 y q2, ( q1 > q 2) separadas una distancia d. En qu regin debiera encontrarse una tercera carga de prueba Q (aparte de ), para que la fuerza neta sobre ella se anule, si las cargas anteriores son: (a) de igual signo. (b) de distinto signo?. 3) Una carga de 1 C y otra de 2,5 C estn separadas 0,1 m. Hallar los lugares en que puede colocarse una tercera carga para que la fuerza resultante sobre ella sea nula. Rp : Slo existe un punto , situado en la lnea que une las cargas hacia el exterior del trazo que las une , a 0,172 m de la carga de 1 C .

4) Tres cargas puntuales iguales de 12 x 10 - 6 C estn colocadas en los vrtices deun tringulo equiltero de 10 cm. De lado. Calcular la fuerza que acta sobre cada carga. Rp : F = 224,7 N . En la direccin de la bisectriz de cada ngulo y hacia el exterior del tringulo.

5) Dos esferas idnticas de corcho de masa m y carga q estn suspendidas delmismo punto por medio de dos cuerdas de longitud l. Encontrar el ngulo que las cuerdas forman con la vertical, una vez logrado el equilibrio. Considerar ngulo pequeo. Rp :

=3

q2 16 0 l 2 m g

6) Un anillo circular delgado de 3 cm. De radio tiene distribuida uniformemente sobrel una carga total de 10-2 C (a) Cul es la fuerza sobre una carga de 10-3 C situada en su centro? (b) Cul sera la fuerza sobre esta carga si estuviera colocada sobre el eje del anillo, pero a una distancia de 4 cm. del plano del mismo. Rp : (a) 0 (b) 2,88 10 7 N .

7) Una distribucin lineal de carga tiene la forma de un cuarto de anillo de radio a,siendo su densidad lineal de carga. Calcular la fuerza sobre una carga puntual q situada en el centro de curvatura de tal distribucin. 8) Una carga Q se encuentra uniformemente distribuda a lo largo de una delgada varilla de longitud L. Calcular la fuerza sobre una carga puntual q , si sta se encuentra en un punto que est situado (a) en la misma recta de la varilla a una distancia d de uno de sus extremos. (b) sobre una recta perpendicular a la varilla que pasa por su centro , a una distancia d de este.

9) En el modelo de Bohr correspondiente al tomo de hidrgeno, un electrn describeuna rbita circular alrededor de un ncleo que contiene un slo protn. Si el radio de la rbita es 5,28 x 10-9 cm, calclese el nmero de revoluciones que da el electrn por segundo. Rp : f = 6,6 10 15 Hz .

10) Dos pequeas esferas conductoras idnticas, 1 y 2, portan cantidades iguales decarga y estn fijas a una distancia muy grande en comparacin con sus dimetros. Se repelen entre s con una fuerza elctrica de 88 mN. Supngase, ahora, que una tercera esfera idntica 3, la cual tiene un mango aislante y que inicialmente no est cargada, se toca primero con la esfera 1, luego con la esfera 2, y finalmente se retira. Halle la fuerza final entre las esferas 1 y 2 si ellas permanecen a la misma distancia inicial . 11) Cundo es vlido representar, de manera aproximada, una distribucin de carga por medio de una carga puntual?.

CAMPO ELECTRICO.

12) Un avin vuela a travs de un nubarrn a una altura de 2 000 m. (Esto es unasituacin muy peligrosa debido a corrientes ascendentes, turbulencia y la posibilidad de una descarga elctrica.) Si hay una concentracin de carga de +40 C a una altura de 3 000 m dentro de la nube y otra de -40 C a una altura de 1 000 m, cul es el campo elctrico E estimado en la aeronave?

13) Un electrn libre y un protn libre se liberan en reposo en un campo elctricouniforme E (constante). Compare las fuerzas elctricas sobre cada partcula. Cuando ambas partculas estn en movimiento, compare sus aceleraciones, si me R 1 r2

Kq u r , si r < R2 ; E = 0 , si R2< r R?

R2 ur 2 0 r

45) Una esfera conductora de 2 cm de radio se encuentra cargada, siendo el campo elctrico 9000 N/C dirigido radialmente hacia el centro de esta esfera en un punto situado a 10 cm de este. (a) Calcule el campo elctrico sobre cualquier punto de la superficie de la esfera. (b) Cul es la carga de la esfera?.(c) Cul es el valor de E en puntos interiores de la esfera?. 46) Una esfera aislante de radio R tiene distribuda en su interior una carga

elctrica siendo su densidad = C( R r), donde C es una constante y su centro se encuentra a la distancia 4R de una distribucin uniforme, lineal, recta e infinita de carga de densidad . Determine para que el campo elctrico se anule en el punto que equidista del centro de la esfera y la recta.