Universidad Interamericana FISI 3312 Julio 2015 Problemas de Práctica para Examen Parcial 1 PROBLEMA 1 Tres cargas Q1 = 6 micro C, Q2 = 4 micro C y Q3 = - 3 micro C, se encuentran fijas en los vértices de un triángulo rectángulo como muestra la figura. Determinar la fuerza (magnitud, dirección y sentido) que las cargas Q2 y Q3 producen en Q1. PROBLEMA 2 Suponga que 1 gramo de hidrógeno (equivalente a 6 x 10 23 átomos) se separase en protones y electrones y se ubicasen a una distancia de 1 metro. Calcule la fuerza electroestática resultante entre las cargas positivas y negativas. Comparar dicha fuerza con la que genera cada motor del Space Shuttle equivalente a 1.8 Mega Newton (1.8 x 10 6 Newtons). PROBLEMA 3 El campo eléctrico en un punto P ubicado a una distancia de d = 5 cm de un dipolo eléctrico es igual a 6000 N/C. Suponiendo que d es mucho mayor que el tamaño del dipolo y si usted se aleja a 10 cm del dipolo, el campo eléctrico será igual a: PROBLEMA 4 Dos esferas idénticas conductoras de cargas Q1 = 16 (mC) y Q2 = - 24 (mC) se encuentran separadas a una distancia de 30 (cm) entre ellas. Calcule: a) La magnitud de la fuerza electroestática entre ellas (atractiva o repulsiva?) b) Si usted toca ambas esferas y luego las separa a la misma distancia que tenían anteriormente, cómo será la magnitud de la fuerza resultante? Dicha fuerza es atractiva o repulsiva? PROBLEMA 5 Un alambre recto e infinito se extiende a lo largo del eje cartesiano positivo X como muestra la figura. El alambre tiene una densidad de carga lineal No-uniforme de forma donde µC/m. Si el alambre comienza en X = 20 cm y se extiende hasta X = 35 cm, determinar: a) La carga total del alambre. b) El Campo Eléctrico en el punto P. PROBLEMA 6 Una carga q = 8 nC y de masa igual a 100 gramos se pone sobre un plano cargado infinito. Cuál debería ser la densidad superficial del plano para que la carga levite? A qué distancia habría que poner la carga sobre el plano para que levite? PROBLEMA 7 Una partícula de masa m y de carga igual a 15 µC, se acelera a lo largo del eje X de un sistema de coordenadas, debido a la presencia de un campo eléctrico uniforme igual a: E = (4 x 102 , 0) N/C. Si la aceleración que experimenta es igual a 9.8 m/s2, calcule la masa de la partícula. PROBLEMA 8 Una carga de 4 mC y de masa igual a 0.5 Kg, se encuentra en una región en donde el campo eléctrico es (N/C). Calcule la aceleración que siente la carga. PROBLEMA 9 En la siguiente figura, 3 cargas puntuales se encuentran rodeadas de 3 superficies gaussianas S1, S2, y S3. Determinar el flujo de Campo Eléctrico a través de las 3 superficies. PROBLEMA 10 Un cascarón conductor esférico de radio igual a 20 cm, tiene una carga neta uniforme en su superficie igual a Q = 30 mC. Calcule: a) El flujo de campo eléctrico a través de una Superficie Gaussiana esférica de radio igual a 30 cm centrada en el cascarón. b) El flujo de campo eléctrico a través de una Superficie Gaussiana esférica de radio igual a 40 cm centrada en el cascarón. c) El flujo de campo eléctrico a través de una Superficie Gaussiana esférica de radio igual a 10 cm. PROBLEMA 11 En una región del espacio existe un campo eléctrico homogéneo de 6 x 103 N/C, como muestra la figura. Determinar: a) La diferencia de potencial entre dos puntos A y B separados a una distancia de 3 metros. b) El trabajo necesario para mover una carga de 5 mC entre los puntos A y B c) La diferencia de potencial entre los puntos A y C d) El trabajo para mover una carga entre los puntos A y C e) Si el potencial absoluto en B es de 0 Volts, cuánto vale la energía potencial en A para la carga de 5 mC? PROBLEMA 12 En la figura, 4 cargas idénticas de magnitud Q = 3 mC, se encuentran localizadas en los vértices de un rectángulo de lados a = 12 cm y b = 16 cm. a) Determinar la diferencia de voltaje VM - VP b) Calcular el trabajo para mover una carga de prueba de 5 nC desde M a P. PROBLEMA 13 Para la distribución de cargas de la figura (a) y (b), determinar en qué posición sobre el eje X el potencial eléctrico producido por ambas cargas es cero.