9 Cargas y fuerzas eléctricas

9 Cargas y fuerzas eléctricas
E J E R C I C I O S
D E
A P L I C A C I Ó N
9.21 Justifica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas.
a) Un cuerpo con carga positiva aumenta su carga al perder electrones.
b) Un cuerpo puede adquirir una carga negativa de 5 ⴢ 10ⴚ19 C.
c) Los cuerpos cargados positivamente carecen de electrones.
d) La carga eléctrica total de un sistema aislado no varía.
a) Es verdadera. Un cuerpo que cede electrones adquiere carga positiva; si ya tenía carga positiva, la aumentará.
b) Es falsa. La unidad natural de carga eléctrica es la carga del electrón (1,6 1019 C). Una carga negativa de 5 1019 C no es un
múltiplo de la carga del electrón, por lo que no es posible.
c) Es falsa. Un cuerpo cargado positivamente tiene un exceso de cargas positivas, pero puede tener cargas negativas, aunque en menor número que las positivas.
d) Es verdadera. Es el enunciado del principio de conservación de la carga eléctrica.
9.22 Indica qué clase de carga eléctrica tienen las siguientes partículas atómicas: electrón, neutrón, protón.
Un electrón tiene carga eléctrica negativa; un protón, positiva, y un neutrón carece de carga eléctrica.
9.23 Determina cuántos electrones han abandonado un cuerpo neutro si ha adquirido una carga de ⴙ0,5 ␮C.
Número de electrones, n:
q
0,5 106 (C)
n 3,1 1012 electrones
e
1,6 1019 (C/electrón)
9.24 Calcula la fuerza eléctrica con que se atraen dos cargas eléctricas de ⴙ3 ␮C y ⴚ4 ␮C, respectivamente,
situadas en el vacío a 20 cm de distancia.
La distancia entre las cargas es: r 20 cm 0,2 m. Por tanto:
q q2
3 106 4 106
F K 1 9 109 2,7 N
2
r
(0,2)2
Como las cargas son de distinto signo, la fuerza es de atracción.
9.25 Calcula la fuerza eléctrica con que se repelen dos cargas eléctricas iguales de ⴙ0,8 ␮C situadas en el
vidrio a 25 cm de distancia. La constante K del vidrio vale 1,2 ⴢ 109 N m2 / C2.
La distancia entre las cargas es: r 25 cm 0,25 m. Por tanto:
q q2
0,8 106 0,8 106
1,2 109 0,012 N
F K 1 2
r
(0,25)2
Como las cargas son del mismo signo, la fuerza es de repulsión.
9 Cargas y fuerzas eléctricas
9.26 Al situar una carga de ⴙ1,5 ␮C en un punto de un campo eléctrico, actúa sobre ella una fuerza de 0,03 N.
Determina la intensidad del campo en ese punto.
F
0,03 (N)
E 2 104 N/C
q
1,5 106 (C)
9.27 Halla la fuerza eléctrica sobre una carga de ⴙ2,5 ␮C situada en un punto en el que la intensidad del
campo eléctrico es 3 000 N / C.
F E q 3 000 (N/C) 2,5 106 (C) 7,5 103 N
9.28 Justifica si las sig uientes afirmaciones son verdaderas o falsas.
a) El electroscopio se utiliza para determinar el signo de las cargas eléctricas.
b) Si dos cargas eléctricas iguales se alejan, la fuerza eléctrica entre ellas disminuye.
c) La fuerza entre dos cargas eléctricas es directamente proporcional a las masas de los cuerpos cargados.
d) La intensidad del campo eléctrico es nula en un punto en el que se cortan dos líneas de campo.
a) Es falsa. El electroscopio no indica el signo de la carga eléctrica, pues las láminas se repelen tanto si la carga es positiva como si
es negativa.
b) Es verdadera. La fuerza entre dos cargas eléctricas es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa; si aumenta la distancia, disminuye la fuerza eléctrica.
c) Es falsa. La fuerza entre dos cargas eléctricas no depende de las masas de los cuerpos cargados.
d) Es falsa. Dos líneas de campo eléctrico nunca se cortan.