Primer repartido ejercicios

Electrostática
Responde:
1.- ¿Cuales de las siguientes partículas poseen carga eléctrica? Neutrón, protón, ión, átomo electrón,
molécula.
2.- ¿Por qué las fuerzas eléctricas, son tanto de atracción y como de repulsión?
3.- Un día con clima seco un niño se peina, cediendo 2,0x10 5 electrones al peine, de modo qué:
a) El pelo quedará electrizado: ¿positiva o negativamente?
b) ¿Qué carga en coulomb adquiere el pelo? ¿Y el peine? c) En que ley te basas para contestar?
4.- Un ión posee una carga eléctrica de +3,2x10-19C.
a) ¿Tienen exceso o déficit de electrones?
b) ¿Cuántos electrones intercambió?
5.- Justifica si las siguientes afirmaciones son o no verdaderas:
a) No existen partículas elementales cuya carga eléctrica sea un submúltiplo de +1,6x10-19 C.
b) No es posible que un positrón y un electrón al chocar se aniquilen, ya que desaparecería la carga
eléctrica.
c) Una partícula en reposo, tiene una carga q=3,2x10-19 C, al acelerarla su carga aumentará con la
velocidad.
6.- En la antigüedad, las personas que cargaban bolsas con pólvora, lo hacían con los pies
descalzos como medida de seguridad. Estar calzados ¿qué efecto peligroso podía tener?
Preguntas y problemas sobre campo eléctrico
1.- Justifica si las afirmaciones referentes a las líneas de campo y el vector E que aparecen a
continuación son verdaderas o falsas:
□
a.- Las líneas de campo tienen sentido: “salen” de las cargas positivas y “entran” en las cargas
negativas.
□
b.- El campo eléctrico es más intenso entre dos cargas opuestas que entre dos cargas de igual signo.
c.- El vector campo eléctrico es tangente a las líneas de campo y apunta en el sentido de estas
d.- El campo eléctrico en medio de dos cargas de igual signo es nulo.
□
e.-
Entre placas planas uniformemente cargadas, lejos de los bordes, la intensidad del campo
eléctrico es constante.
2-.¿Cómo se podría diferenciar un campo eléctrico de uno gravitatorio?
3) a) Cuando se define campo eléctrico se elige una carga de prueba q0 muy pequeña: ¿Por qué?
b) ¿Dicho campo depende del valor de q0?
c) En ausencia de q0 ¿Puede existir campo eléctrico?
4) Los diagramas de campo indican la dirección y sentido del campo
eléctrico. ¿Cómo se pueden determinar las intensidades relativas del campo en
diferentes regiones a partir del diagrama?
5) Observa la figura, considera un punto entre medio de ambas cargas. En
ese punto: ¿hay alguna carga eléctrica? ¿Actúa una fuerza eléctrica? ¿Existe un
campo eléctrico?
1
6.- En la figura se representan algunas líneas de campo eléctrico.
a) Indica en que región el campo es más intenso.
b) Representa los vectores campo eléctrico en los puntos A y B.
E
A
B
7.- Considera el campo E entre las placas de la figura, lejos de los bordes.
Si una carga q =+ 5,0µC allí ubicada, experimenta una fuerza eléctrica de
1,0x10-3N.
a) Determina la intensidad del campo en un punto entre las placas. b) Representa el
sentido de dicha fuerza.
(200N/C a la izq)
8) Considera el campo determinado en el ejercicio 7 y responde:
a) ¿Qué fuerza eléctrica experimentará un electrón que se encuentre en medio de las placas?
Represéntala.
b) Comparada con la fuerza eléctrica: ¿el peso del electrón es o no despreciable?
c) ¿Qué tipo de movimiento experimentará un electrón dejado en libertad en dicho campo? Justifica.
(3,2x10-17N)
( lo es)
MRUA
9) Un protón se deja en libertad en el campo hallado en el ej.7. a) Determina y representa su
aceleración.
b) Un electrón liberado en dicho campo experimentará una aceleración:¿mayor menor o igual a la
adquirida por el protón? ¿Cuál será su sentido?
(1,9x1010m/s2 a la izq, unas 1800 veces mayor, a la derecha.)
10-Cerca de la superficie terrestre hay un campo eléctrico de módulo 100N/C hacia abajo. Una
bolita de 3,0g de masa, próxima a la superficie de la Tierra, experimenta una la fuerza eléctrica tal
que equilibra al peso de la bolita. ¿Cuál será el valor de carga eléctrica de la bolita? La carga debe ser
¿positiva o negativa?
(3,0x10-4 C)
11.- En el experimento de Millikan, él midió la
carga eléctrica de gotitas de aceite electrizadas
negativamente. Determinó la fuerza eléctrica que
experimentaban, equilibrando las gotas de aceite
mediante un campo eléctrico cuyo valor podía
ajustar. Si una gota de masa m= 1,57x10-14kg se
encuentra en equilibrio cuando se aplica un
campo E=1.92 x 105 N/C. (g= 9,8m/s2). Determina la carga en la gota en términos de "e”(carga elemental)
(5 e-)

12.Una bolita de masa m= 8,0g y carga +5,0C unida a un hilo aislante, cuelga dentro de
un campo eléctrico horizontal uniforme. Si el hilo se desvía 12º con relación a la vertical.
Determina y representa el campo eléctrico existente en dicha región.
(3,4x103N/C)
13.- Un protón se libera en E uniforme de 4000N/C.
a) ¿Qué tipo de movimiento adquiere? ¿Por qué?
b) Después de recorre 12cm ¿Qué velocidad final alcanza?

2
FLUJO ELÉCTRICO
Ejercicios:
1.- Observe la figura e indique en qué caso el flujo eléctrico será máximo y cuando será
nulo justifique.
E
E
c
a
m
p
(a)
(b)
o
( c)
2.- Un campo eléctrico de magnitud 2.00x103 N/C es horizontal a la derecha. Calcule el flujo
eléctrico a través de un plano rectangular de 0.500 m de ancho y 0.400 m de largo suponiendo que
(a) el plano es horizontal (x,z); (b) el plano es vertical (y,z) , (c) el plano tiene un lado en la dirección z
y la normal forma un ángulo de 38º con el eje de las x.
(0 , 400Nm2/ C, 315N m2/ C)
Peguntas y ejercicios.
1) Las superficies gaussianas: a) son reales, b) son imaginarias, c) deben coincidir con una
superficie real en una situación dada.
2) Indica si las afirmaciones son verdaderas o falsas:
Si el flujo neto que pasa a través de una superficie gaussiana es cero:
(a) No hay cargas dentro de la superficie.
(b) La carga neta dentro de la superficie es cero,
(c) El campo eléctrico es cero en cualquier lugar de la superficie.
(d) El número de líneas del campo eléctrico que entra a la superficie es igual al número que
sale de ella.
3) Justifica si las afirmaciones son verdaderas o falsas:
a) Si el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada es nulo, no existe campo
eléctrico.
b) Si el flujo eléctrico a través de una superficie plana es nulo no hay carga eléctrica en
sus proximidades.
4) Considere la distribución de cargas que se muestra en la
figura. Las cargas que contribuyen al flujo eléctrico total a través
de la superficie S’ son:
(a) sólo q1
(b) sólo q4
(c) q2 y q3
(d) todas la cargas,
(e) ninguna de las cargas.
5) De nuevo considere la distribución de cargas que se muestra en la figura. Las cargas que
contribuyen al campo eléctrico total en un punto dado de la superficie S' son: (a) sólo q1 (b) sólo
q4, (c) q2 y q3, (c ) todas la cargas, (e) ninguna de las cargas.
6) Una superficie gaussiana esférica rodea a una carga puntual q. Describa que le ocurre al flujo
total a través de la superficie, si:
(A) la carga se triplica, (B) se duplica el radio de la esfera, (C) la superficie se cambia a la forma de un
cubo, y (D) la carga se mueve a otro punto dentro de la superficie.
3
7.- Un globo de caucho tiene en su interior una carga puntual. ¿El flujo eléctrico a través
del globo depende de si está inflado por completo o no? Explique su razonamiento.
s2
s1
8) En la figura se representan dos superficies gaussianas s1
y s2 que contienen a las cargas cargas q1=+5,31nC y q2=-2,74nC
rodeadas de aire.
Determina el flujo creado por ambas cargas a través de S1 y de S2.
q1
q2
(600Nm2/C, 290 Nm2/C)
9) Considere la figura del ejercicio anterior. Suponga q1=-3,5µC y q2 de valor y signo
desconocido y se encuentran en el vacío.
a) Determina el flujo eléctrico a través de la superficie s1.
b) Si el flujo eléctrico a través de la superficie s2 es de +3,0x106Nm2/C ¿Cuál es el valor y signo
de q2?
(-4,0x10 Nm /C, 3,0x10 C)
5
2
-5
Rompecabezas
10) Una carga puntual +q se ubica a una
distancia d/2 de una superficie cuadrada de lado d y está sobre
el centro del cuadrado como se muestra en la figura. Halle el
flujo eléctrico a través de la superficie del cuadrado.
Ejercicios Campo Eléctrico.
1) El valor del campo gravitatorio es independiente del medio en que se encuentre “la
fuente” (masa) que lo genera. ¿Sucede lo mismo con el campo eléctrico? Explique.
2) Justifica si las afirmaciones sobre el campo eléctrico creado por de una carga puntual
negativa son verdaderas o falsas:
(a) varía proporcionalmente al inverso de la distancia.
(b) apunta hacia la carga. (c) su módulo es el mismo al creado por igual carga positiva. (d) es
nulo a una distancia infinita de la carga.
3) Determina la dirección sentido e intensidad del campo eléctrico a 1,2mm de distancia
horizontal a la derecha de un electrón ubicado en el vacío.
(1.0x10 N/C)
-3
4) Una carga puntual q=+5,0nC Se encuentra en el vacío.
M d
q

Siendo M y N dos puntos del espacio siendo la distancia d = 2,5cm.
Determina la intensidad del campo E e indica su sentido en cada uno de los puntos.
2d

(7,2x104 N/C) (1,8x104 N/C)
5) Si se triplicara la carga del ejercicio 4:
¿Qué modificación experimentaría el campo E en el punto N?¿ y en M?
6) Un electrón ubicado en el punto N del ejercicio 4 ¿Qué fuerza experimentará?
Represéntala.
(2,9x10
-15
N)
7) Si en el punto N se colocara un protón, en lugar de un electrón. ¿Cambiaría tu respuesta?
Explica.
8) ¿A qué distancia de una carga puntual de -15C el campo eléctrico tiene un valor de 5400N/C?
(5,0m)
Problemas de superposición de campos eléctricos:
1) ¿Por qué debe cumplirse el principio de superposición de campos?
2) Dos cargas de q1=2,0nC y
M
q2= - 3,0nC están separadas 2,0m.
q1
q2
a) ¿Cuál es el campo eléctrico en el punto medio entre las cargas? b) ¿Cuál sería el campo en
dicha posición si ambas cargas fuesen positivas?
(45N/C a la derecha, 9,0N/C a la izquierda)
4
N
3) En las situaciones (a) y (b) del ejercicio 2, diga si el campo eléctrico en la línea que
une a las cargas se anulará en algún punto: ¿a la izquierda, en medio, o a la derecha de las
cargas? Justifica.
4) Las cargas q1 y q2 distan 1,0m.
Determina en que posición de la línea que une a las cargas el campo
eléctrico se anula.
q1=1,0µC
q2=9,0µC
(a 0,25m de q1)
5) Repite el ejercicio anterior suponiendo q2 es negativa.
(0,50m a la izquierda de q1)
6) Si en el punto medio entre dos cargas q1 de valor y signo desconocido y q2=+4.0µC,
distantes 6,0m,el campo resultante es de 4,0x103N/C a la derecha.
q1
E res
q2
a) Determina el valor y signo de q1.
b) Determina y representa la fuerza eléctrica que experimentaría un
electrón allí ubicado.
(+8,0µC, 6,4x10 N a la izq.)
-16
7) Determine el campo eléctrico resultante en el punto P.
q1= - 0,25nC
q2=1,0nC
(5,5x102N/C, 55º con la diagonal a la izq)
8)
Determina el campo resultante
creado por q1= 4,0pC y q2 =-5,0pC
en el punto P.
P
2,0cm
1,5cm
q1
9)
P
30cm
30cm
q2
P
q3 =+0,25nC
(54N/C formando 53º con la vertical
a la derecha)
Hallar el campo resultante en el punto P creado por las cargas q1= 1,4nC
y q2=0,90nC
(Eres=2,0x102N/C, formando 37º con E2)
q1
A
30cm q2
10) Determina completamente el vector campo eléctrico creado
en el punto A por la cargas puntuales q1=-3,0nC y q2= 4,0nC
separadas 80cm.
(202N/C formando 51º con la dirección q -A)
30cm
1
q1
d=80c
m
q2
EJERCICIOS:
2
-9 2) Una placa plana horizontal de 0,50m posee una carga de -8,0nC (1 nanoC =10 C)
a) Calcula la densidad superficial de carga.
1) Demuestre que el campo eléctrico entre dos placas planas cargadas con
iguales densidades de carga  pero con signos opuestos es E = /o y fuera de
las placas el campo esa nulo.
+
+
+
+
+
b) Representa y determina el campo E a una distancia pequeña y lejos de los bordes.
(1,6x10-8 C/ m2, 9,0x102 N/C)
3) Si en el espacio sobre la placa del ejercicio anterior una partícula de q =-50µC
permanece en reposo. ¿Cuál es su masa?
( 4,5g)
5
4) Un placa plana metálica vertical, de 2,0 m2 de superficie recibe una carga de 10 µC.
(a) Representa y determina el campo eléctrico en el espacio que la rodea lejos de los bordes.
(b) Si se coloca otra placa plana igual a la primera, paralela a la misma, a 5,0 cm de
distancia con una carga de -10µ C, ¿qué modificaciones experimenta el campo en el espacio
entre ellas? (c) Si las placas se separan al doble de distancia: ¿se modifica el valor del
campo?
a) ( 2,8 x 10 N/C) (b ) el doble. (c) No
5
5) ¿Cómo deben cargarse un par de placas planas paralelas de aluminio de 100x 50cm,
separadas 2,5cm para que entre ellas el campo sea de 1000N/c hacia arriba en ese espacio
vacío?
(4,4 x 10 C cada una la placa con q + abajo)
-9
6) Si en la placa positiva del ejercicio anterior se coloca un protón inicialmente en
reposo: a) ¿Qué fuerza eléctrica experimenta. b) ¿Qué aceleración adquiere? c) ¿Cuál será la
velocidad con que impactará en la placa negativa?
(1,6x10 N) (9,6x10 m/s ) (6,9x10 m/s)
-16
10
2
4
7) De una placa plana vertical uniformemente cargada, se cuelga por medio de un hilo
aislante una bolita de m=10 gr, electrizada con una carga de q = 5,0 nC. Si la bolita
queda en equilibrio cuando el hilo forma 30º con la placa. (a)¿Cuál es el signo de la carga
de la placa? (b) Determina la fuerza eléctrica sobre la bolita. (c)Calcula la intensidad del
campo eléctrico. (d ) Determina el σ de la placa.
(+,0,058N, +, 1,2x10 N/C, 2,1x10 C/m )
7
-4
2
8) Un protón viaja entre dos placas planas cargadas con una v = 8,0x10 4 m/s formando 180 º
con un campo eléctrico planas Siendo en cada placa  =3,5nC/m2 y de signos opuestos.
Responde: a) La velocidad de la partícula ¿aumenta o disminuye? Explica.
b) ¿Cuánto tiempo demora en detenerse?
c) ¿Qué distancia recorre antes de detenerse?
(2,1x10-6s, 0.084m)
EJERCICIOS:
1) La magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales está dada por: (a) la ley
de conservación cargas,(b) la conservación de la carga, (c) la ley de Coulomb, (d) tanto (a)
como (b).
2) Dos cargas se repelen entre sí con una fuerza de 0,010 N ¿Cuál será la fuerza repulsiva
entre ellas si su separación aumenta al doble de su valor inicial? ¿Y si se reduce a un cuarto?
(0,0025N, 0,16N )
3) Un electrón está a cierta distancia de un protón. ¿Cómo podría ser afectado el módulo de
la fuerza eléctrica si el electrón se moviera (a) la mitad de la distancia hacia el protón, y luego
(b) tres veces esa distancia lejos del protón?
(4 veces mayor, 1/9)
4) Un electrón y un protón están separados por 10 cm.
¿Cuál es la magnitud de la fuerza sobre el electrón?
(2,3x10-26N)
5) Dos cargas, de+ 4.0 y de +1,0 C, están separadas 3,0m. ¿Dónde se debería colocar una
carga de +2.0C para que no experimente fuerza neta alguna? ¿Queda esa carga en una
posición de equilibrio estable?
(a 1m de la carga de 1C , y a 2m de la de 4C)
6) Se colocan cargas puntuales de 0.50 C en tres esquinas de un cuadrado de 0.50 m
de largo. Una carga de-0.40 C se pone en la cuarta esquina. Calcule la fuerza total que
actúa sobre una de las tres cargas positivas y sobre la q negativa.
(1,4x10-2N, 45º hacia el centro)
6
Responde
1.-Se dejan libres dos cargas +q y –q dentro de un campo electrostático como
se ve en la figura.
a)Representa la fuerza que el E ejerce sobre las cargas. Indica hacia donde se
moverá cada carga.
E
b) ¿Qué sucederá con la energía cinética de las cargas? ¿Por qué?
c) El sistema carga - campo es cerrado, por lo que la energía debe conservarse. ¿Qué
transformación de energía tiene lugar?
d) Una carga eléctrica dentro de un campo electrostático;¿posee necesariamente algún
tipo de energía?
2.- Subraya lo que corresponda.
a) La fuerza eléctrica es (conservativa / no conservativa). De modo que en viaje de ida y
vuelta el trabajo por ella realizado es (nulo / positivo /negativo).
Dicho trabajo (dependerá, será independiente) de la trayectoria seguida. El trabajo de la
fuerza eléctrica siempre es igual (a la energía potencial eléctrica / y opuesto la variación de
la energía potencial eléctrica / la variación de la energía potencial eléctrica).
b) La energía potencial eléctrica es una propiedad de (la carga /del campo eléctrico)
c) El potencial eléctrico es una propiedad de (la carga /del campo), y es una magnitud
(escalar / vectorial).
Su valor es igual al cociente entre (We y q/ Epe y q) y su unidad es (Joule/Coulomb o
Newton/Coulomb) .
Y su signo será (positivo / negativo / tanto positivo como negativo) por lo tanto (se debe /
no se debe tener en cuenta) el signo de la carga para calcularlo.
3) Escribe la ecuación que:
WFE =
a) vincula al trabajo de la Fe con la Epe:
V=
b) define potencial eléctrico:
4) Subraya lo que corresponda.
La energía potencial eléctrica y el potencial eléctrico son magnitudes relativas, su valor
(depende, es independiente) del sistema de referencia elegido.
Generalmente se asocia el valor cero de energía potencial eléctrica Epe y al potencial V a
un punto (infinitamente alejado /próximo).
5) Definimos la diferencia de potencial VAB como:
VA-VB
O
VB -VA.
Podemos calcular el VAB mediante las siguientes ecuaciones:
V AB =
=
6) Indica si es verdadero o falso:
i) VAB es el cambio de energía potencial eléctrica que experimentaría una carga de 1C, si
viajará de A a B.
ii) Solo existe entre dos puntos de un campo eléctrico una diferencia de potencial VAB, si una
carga de prueba va del punto a A hacia el B.
iii) Cuando una carga elemental en un campo eléctrico pasa de un punto a otro entre los que
existe una diferencia de potencial de 1 V, experimenta una variación de energía de 1,6x10-19j.
7
7.- Una carga positiva q se libera en un punto cuyo
potencial es de 10V, del campo eléctrico uniforme representado.
Si entre dos líneas punteadas Consecutivas existe una
diferencia de potencial  V”AB” = 2V:
E
10v
a.- Completa los valores de los potenciales que corresponden a las otras líneas punteadas.
¿Cómo se denominan líneas?
b.- ¿Hacia dónde viajará la carga? ¿Entonces los potenciales aumentan o disminuyen?
c.- Si el valor de q fuese 1C ¿Cuánta energía se transformaría cuando viaja de una línea
punteadas a otra consecutivas? ¿Qué transformación de energía tiene lugar?
d.- La diferencia de potencial será en este caso ¿positiva o negativa?
e.- Si la carga se hiciera viajar por una de las líneas punteadas: ¿su Epe aumentará disminuirá
o no cambiará?
f.- En esas condiciones ¿cuál sería la diferencia de potencial entre la posición inicial y final?
g.- ¿Cambiarían tus respuestas si la carga fuese negativa?
Ejercicios: Epe, potencial, y diferencia de potencial :
1- a) En la figura los puntos A y B están ubicados en el interior de
una región donde existe un campo eléctrico.
La diferencia de potencial VAB= VB –VA es:
(i) positiva, (ii) negativa, o (iii) cero.
b) se coloca una carga negativa en A y posteriormente se
desplaza a B. El cambio en la energía potencial del sistema
carga-campo, en este proceso, es: (a) positiva, (b) negativa,
o (c) cero.
2. Dos cargas -q y +2q libres dentro de un campo eléctrico uniforme, experimentan
desplazamientos de igual valor. Responde:
a.- Ambas cargas:¿se mueven en igual sentido?
b.- La carga negativa viaja hacia:¿ los potenciales crecientes o decrecientes? ¿Y la positiva?
c.-¿La Epe de alguna de ellas aumenta?
d.- La variación de energía potencial eléctrica de -q, es: ¿mayor menor o igual a la de +2q?
e.- El valor absoluto de la diferencia de potencial entre las posiciones inicial y final de -q es:
¿mayor, menor o igual a la que hay entre las posiciones inicial y final de +2q?
Justifica tus
respuestas.
3.- Justifica si las afirmaciones referentes a la figura son verdaderas o falsas:
A . ... 0,40m......... B
E =500V/m
º
C
0,30m
a) Cuando una carga de 2,0 x 10-6 C
libre viaja de A hasta B el campo E
realiza un trabajo de +4,0 x 10-4J.
b) Para llevarla de A hasta B con
velocidad constante, no es necesario
hacer trabajo sobre la carga.
c) El trabajo al ir por la trayectoria ABC sería igual al de ir por la trayectoria AC.
d) El trabajo de la fuerza eléctrica si la carga recorre el trayecto ABCA es nulo.
e) El punto B está a mayor potencial que el A .
8
f) Todos los puntos en la recta BC están al mismo potencial.
g) Si V C = 50 V , VA = 250 V.
h) Si la carga fuese negativa solo cambiaría la respuesta (a).
4) Los puntos marcados en la figura están sobre una serie de
Superficies equipotenciales asociadas con un campo eléctrico.
a) Clasifica (del menor al mayor) el trabajo realizado por el campo eléctrico sobre una partícula
con carga positiva que se mueve de A a B; de B a C; de C a D; de D a E.
b) ¿Hacia dónde es la dirección aproximada del campo eléctrico es para las superficies
equipotenciales de la figura?:
5) Entre las placas cargadas separadas 5,0 cm existe un campo E = 2,0 x 103 V/m. (a)
¿Cuál es la diferencia de potencial entre las placas? (b) ¿Cuál es el cambio de energía
potencial de una carga de -1,0c al ir de A hasta B?¿de A a C? y ¿de B a C? (1,0x10 v, -1,0x10 j en ambas
2
-4
situaciones, 0)
B
C
A
6) En la figura del ejercicio anterior, (a) Indica el signo de la carga de cada placa. (b) Si se
duplica la separación entre las placas el valor del campo:¿ aumenta disminuye o no
cambia?.¿Y la diferencia de potencial? c) Si las placas tienen cargas de igual valor absoluto
¿Cuál será la densidad superficial de carga?
E no cambia , V se duplica ,  =1,8x10 c/m
-8
AB
2
7) Un ión acelerado por una diferencia de potencial de 115V experimenta un aumento de
energía cinética de 7,37x10-17J. ¿Cuál es la carga del ión?.
(-6,41x10 C)
8) Los electrones en un monitor de PC, se liberan desde el reposo y se aceleran
mediante una diferencia de potencial de 15000v en un “cañón de electrones”. a) ¿Cuál
será la energía cinética de los electrones después de atravesar esa diferencia de potencial? B)
¿Cuál es la velocidad de un electrón al emerger del cañón?
(2,4x10
15kev, 7,3x10 m/s)
-19
-15 j
7
9) a) ¿Qué velocidad alcanza un protón acelerado desde el reposo por una diferencia de
potencial de 120V?
b) ¿Cuál sería la velocidad si el acelerado fuese un electrón?
(1,5x10 m/s ,6,5x10 m/s)
5
6
10) La diferencia de potencial entre las placas aceleradoras de un televisor es de 25000V.
Si las placas está separadas1,5cm. a) ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico uniforme
entre las placas? b) ¿Cuánto tiempo les lleva a los electrones atravesar las placas?
(1,7x106V/m , 3,2x10-10s)
11.- Un electrón libre dentro de un campo eléctrico uniforme experimenta un aumento energía
cinética en 3,2x10-19j. a) Determina la diferencia de potencial entre la posición inicial y final. B)
Sabiendo que el electrón se desplaza 4,0cm. Determina el módulo del campo E.
(2,0V, 50V/m)
9
12.- La figura muestra algunas líneas equipotenciales separadas 2,5 cm.Si el
M
P
potencial eléctrico VM =20V y VP= 70V.
M
a.-¿Cuál será VQ? b.- ¿Un protón liberado en la línea P viajará:
B
¿hacia M o hacia Q? ¿Cuál será su velocidad cuando la cruce la línea mencionada?
c.-¿Cuánto tiempo demorará en ir de una línea equipotencial a la consecutiva?
Q
M
(VQ=120V, vM =9,8x104m/s, 5,1x10-7s)
Ejercicios:
1.- (a) Determine el potencial a una distancia de 1.0cm de un protón.
(b) ¿Cuál será la diferencia de potencial entre dos puntos que se encuentran a 1,0 y 2,0
cm respectivamente del protón.
(c) ¿Cambiarían las respuestas a y b si se sustituye el protón por un electrón?
2) La figura representa líneas equipotenciales del campo
generado por una carga puntual.
a.- Determina la carga que lo genera.
VA=600V
A
b.- Determina los trabajos que el campo eléctrico haría sobre un protón
que viajará de A a C y de A a B.
(1,4x10 V, -7 x10 V, -1,4 x10 V, +7x10 V)
c.-Indica si la EPe del protón aumenta disminuye o no cambia en las
situaciones de la parte b.
(4,0x10 C,0,-1,9x10 j, AC no cambia , AB aumenta)
-7
-9
-8
-7
B
A
0,040m
-8
C
0,12m
-16
3- En la figura se representan algunas líneas equipotenciales
que representan el campo generado por una carga puntual.
M
N
P
a.- Si en el punto M a una distancia r =1,0x10-3 m el potencial es V M= 36V ¿cuál es el valor
y signo de la carga?
b.- ¿Qué trabajo realiza la fuerza eléctrica sobre un electrón que orbita la carga cuando va de
N hasta P?
c.- ¿A qué distancia de q el potencial será de 12V?
d.-Representa algunas líneas de campo.
e.-¿Cuándo el electrón pasa de P a M? El sistema: ¿gana o pierde Epe?
(q=4,0pC; 0; ; pierde)
4) A cierta distancia de una carga puntual el campo eléctrico es de 500V/m y el potencial
eléctrico es de -3,00KV. A) ¿Cuál es la distancia? B) ¿Cuál es el valor y signo la carga?
(6,00m.,-2.0C)
5.-Dadas dos cargas de q = 2,0C separadas 1,60m como se muestra en la figura. a)
¿Cuál es el campo eléctrico en el punto medio entre las cargas?
b) ¿Cuál es el potencial eléctrico en dicho punto?
c) ¿Qué fuerza experimentará un protón colocado M?
( 0N/C, 4,5x104V, 0N )
q1
M
q2
1,60m
6) Si en la situación del ejercicio anterior q2 tuviese igual valor pero signo negativo.
¿Cambiarían tus repuestas? Justifica.
(5,6x10 N/C hacia q ;0V; 9,0x10 N )
4
2
-15
7) Dos cargas +q y -2q se encuentran separadas 1,0m hallar la posición próxima a las
cargas en que:
a) El campo será nulo. b) el potencial será nulo.
(2,5m a la izq de +q , 0,33m ala derecha de +q)
10
q
8- Se colocan tres cargas q =12nC en los vértices de un triángulo isósceles..
5,0m
Calcule el potencial eléctrico en el punto medio de la base.
-q
q1
9) Sabiendo que q1=6,0nC y q2=-4,0nC:
Calcula:
15cm
a) el potencial creado por ambas cargas en P y en M.
q2
b) la diferencia de potencial VPM.
12cm
c) el trabajo realizado por la fuerza cuando se lleva un electrón de P a M.
Indica si el electrón gana o pierde Epe.
-q
6,0m
M
(-45V)
P
(60V, 210V, 2,4x10-19j)
10) Sabiendo que q2 = +4,0 nC y que el VP debido a q1 y q2 vale +240 V,
a) Determina valor y signo de q1.
b) Calcula la diferencia de potencial VPM.
(-4,0nC,-240V)
M
20 cm
20 cm
10 cm
q1
20 cm
P
q2
11) En tres de los cuatro vértices de un cuadrado de 2,0m de lado se colocan cargas
puntuales +q, -q , y +2q. quedando las cargas + en vértices opuestos.
Si q = 2,8pC. Determina el potencial en:
a) el centro del cuadrado. b) El vértice libre de q. c) el trabajo en ev que haría la fuerza
eléctrica si un electrón viajara del centro al vértice.
(0,036v.0,030v,-6,0 X10
-3
ev)
12-Dos cargas puntuales q1= -5,0nC y q2= +4,0nC , se ubican en los vértices de un
triángulo rectángulo cuyos catetos miden 30 y 40 cm respectivamente.
a) Determina la diferencia de potencial VPM
b) Calcula el trabajo que realiza la fuerza eléctrica al transportar una carga q3=+3,0nC desde el
punto P hasta el punto M, en medio del cateto sobre el que se encuentran Q1 y Q2.
Q1
M
Q2
P
VP M=-60V, 1,8x10-7J
13 -Sabiendo que q1 = +2,0 nC y que el VN debido a q1 y q2 vale -90 V. Calcula el trabajo que
realiza la fuerza eléctrica sobre un protón al ir de N a M.
(+1,4x10 J)
-17
q1
10cm
q2 10cm
N
10cm
10cm
M
11