Captulo 1

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PRCTICO 1

1.1 Preguntas Tericas

1. (a) Qu semejanza existe entre las fuerzas elctricas y las gravitatorias? (b) Cules son las principales diferencias?

2. Una varilla cargada atrae partculas de polvo de corcho seco, las cuales, despus de tocar la varilla, a menudo se alejan de ella violentamente. Explique el fenmeno elctrico?

3. Por qu se recomienda tocar el armazn metlico de una computadora personal antes de instalar algn accesorio interno?

4. Si frota enrgicamente una moneda entre los dedos no logra que resulte cargada por la friccin. Por qu sucede esto?

5. Por qu los experimentos de electrosttica no funcionan bien en los das hmedos?

6. En los carros cisterna se acostumbra poner cadenas que arrastran contrae el suelo en los caminos Cul es su propsito?

7. El personal de quirfano debe utilizar un calzado conductor especial cuando trabaja con oxgeno. Por qu? Compare dicha situacin con lo que ocurrira si el personal utilizara calzado con suela de goma.

8. Se le dan dos esferas de metal montadas sobre soportes aislantes porttiles. Halle una manera de darles cargas iguales y opuestas. Puede emplear una varilla de vidrio frotada con seda pero no puede tocar las esferas. Han de ser las esferas de igual tamao para que su mtodo funcione?

9. En la pregunta 7 encuentre una forma de dar a las esferas cargas iguales del mismo signo. Nuevamente Es necesario que las esferas sean de igual tamao para que el mtodo funcione?

10. Qu queremos decir con que una cantidad fsica est (a) cuantizada o (b) se conserva? De algunos ejemplos.

1.2 Problemas

1. a) Una carga Q ejerce una fuerza repulsiva de 1 N sobre una carga q. Qu fuerza ejerce q sobre Q? b) Si se sustituye a q una carga 2q en el mismo lugar, Qu fuerza ejerce Q sobre la carga 2q? c) Si q cambia de lugar a dos veces su distancia original a Q, Qu fuerza ejerce Q sobre q?

2. Cinco cargas puntuales se encuentran colocadas en una lnea recta como se muestra en la figura 1.1. Si la separacin entre cargas es de 1 cm, qu valores deben tener las cargas q1 y q2 para que la fuerza neta sobre cada una de las otras cargas sea cero?

Fig. 1.1.- Problema 2

3. Tres cargas puntuales se encuentran en los vrtices de un tringulo equiltero, de 1 m de lado como se muestra en la Fig. 1.2. Calcule la fuerza elctrica neta sobre la carga de 7.00 .

4. Una carga puntual de +80E-7 C dista 5 cm de una carga puntual de -60E-7 C. (a) Qu fuerza en N ejerce cada carga sobre la otra? (b) Una carga puntual de +14.4 E-7 C est la 4 cm de la carga positiva citada en (a) y la 3 cm de la carga negativa. Cul es la fuerza resultante ejercida sobre ella? Rta.: (a) 172.8 N, (b) 108 N.

5. Dos diminutas esferillas semejantes de masa m estn colgadas de hilos de seda de longitud L y portan cargas iguales q como se muestra en la Fig. 1.3. Suponga que es tan pequea que tg puede ser reemplazado por su igual aproximado, sen . (a) Para la aproximacin demuestre que, para el equilibrio,

En donde es la separacin entre las esferillas. (b) Si = 122 cm, =11.2 g, y = 4.70 cm, Cul es el valor de q? Rta.: 2.28E-8 C

6. Dos esferas muy pequeas, cada una de las cuales pesa 3 dinas, estn sujetas a hilos de seda de 5 cm de longitud y cuelgan de un punto comn. Cuando se suministra la las esferas una cantidad igual de carga negativa, cada hilo forma un ngulo de 30 con la vertical. Calcular el valor de las cargas. Rta.: 2.04E-9.

7. Dos cargas puntuales positivas iguales a q se mantienen separadas por una distancia fija 2a. Una carga puntual de prueba se localiza en un plano que es normal a la lnea que se une a estas cargas y a la mitad entre ellas. Halle el radio R del crculo en este plano para el cual la fuerza sobre la partcula de prueba tiene un valor mximo. Vea la Fig. 1.4. Rta.: R=

8. Una carga Q debe ser dividida en dos partes, Q-q y q. Qu relacin existe entre Q y q si las dos partes, separadas por cierta distancia, debe tener una repulsin de Coulomb mxima? Rta..- q = Q/2

9. Dos cargas puntuales libres +q y +4q estn separadas por una distancia L. Una tercera carga se coloca de modo que el sistema entero se encuentre en equilibrio. (a) Encuentre el signo, la magnitud y la ubicacin de esta carga. (b) Demuestre que el equilibrio es inestable. Rta..- (a) Debe localizarse una carga - 4 q/9 en el segmento lineal que une las dos cargas positivas, a una distancia L/3 de la carga +q.

10. Tres pequeas esferas de 10 g se suspenden de un punto comn, mediante hilos de seda de 1.0 m de longitud. Las cargas de cada esfera son iguales y forman un tringulo equiltero cuyos lados miden 0.1 m. Cul es la carga de cada esfera? Rta.: 6.0 E-8 C

- 4.00 E-6 C

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Fig. 1.2.- Problema 3

x

60.0 EMBED Equation.3

7.0 E-6 C

2.00 E-6 C

y

Fig. 1.3.- Problema 5

q

q

R

Fig. 1.4.- Problema 7

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

q

q

L

L

x

Facultad de Tecnologa FIS-200

Ral Gutirrez Ch. Gestin 2009

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Facultad de Tecnologa FIS-200

Ral Gutirrez Ch. Gestin 2009

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