Guía de Física III Problemas.

Guía de Física III Problemas.
1. Una esfera tiene una carga negativa de 320X10-29 C. ¿Cuántos electrones tiene en exceso?
2. Un cuerpo tiene 8X10-6 electrones en exceso, ¿cuál es el valor de su carga?
3. Calcula la fuerza de repulsión entre dos cargas positivas de 1C que se encuentran separadas a
una distancia de 1m.
4. Dos cargas puntuales de -3 µC y 6 µC, se encuentran separadas a una distancia de 1 cm en el
vacío. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza electrostática entre ellas?
5. Dos cargas puntuales de -3 µC y 6 µC, se encuentran separadas a una distancia de 1 cm en el
aceite. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza electrostática entre ellas?
6. Si entre dos cargas eléctricas (q1= 6 µC y q2 = -4 µC), se encuentran separadas a una distancia de
9 mm, se coloca una tercera carga entre ellas. Calcula la magnitud de la fuerza resultante sobre
esta carga cuando tiene un valor de: a) 2 µC y b) -1 µC. En cada caso indica la dirección de la
fuerza resultante.
7. Una carga de 4 C colocada en un campo eléctrico experimenta una fuerza de 18 N. ¿Cuál es la
magnitud de la intensidad del campo eléctrico?
8. ¿Cuál es la magnitud de la intensidad de campo eléctrico a una distancia de 6 mm de una carga
puntual de 6 C?
9. Dos cargas puntuales de q1 = 3 µC y q2 = 2µC, se encuentran separadas por una distancia de 10
cm, a) ¿Cuál es la magnitud de la intensidad de campo eléctrico a la mitad de la distancia entre
ellas, b) Cuál es la dirección de la intensidad de campo resultante en dicho punto?
10. Un campo eléctrico de magnitud igual a 3.5 X103 N/C, se aplica a lo largo del eje X, Calcula el
flujo eléctrico a través de un plano rectangular de .2 m de ancho y 0.25 m de largo, sí el plano es
perpendicular al eje X.
11. Una carga de 10 µC está en el centro geométrico de una esfera. ¿Cuál es el flujo eléctrico neto a
través del la esfera?
12. Las siguientes cargas se colocan en el interior de un cubo: 4 µC, -3 µC y 2 µC. Calcula el flujo
neto a través del cubo.
13. ¿Cuál es la magnitud de la intensidad de campo eléctrico entre dos placas metálicas separadas
por un vacío, si la densidad superficial de la carga positiva es de 48 µC7m2?
14. Qué cambio de energía potencial experimenta una carga de 8 µC cuando se mueve entre dos
puntos para los cuales la diferencia de potencial es de 100 V.
15. La energía potencial eléctrica de un sistema formado por dos cargas idénticas es de 8 X 10-3 J
cuando su separación es de 20 mm. ¿Cuál es la magnitud de la carga?
16. ¿Cuál es el potencial en un punto P localizado a 0.004 m de una carga de 20 µC?
17. ¿A qué distancia de una carga puntual de 6 µC el potencial eléctrico es igual a 3.6 X 104 V?
18. ¿Cuál es el potencial en el punto medio de una línea que une a una carga de -6 µC con una de 3
µC? La separación entre las cargas es de 0.006m.
19. ¿Cuál es la diferencia de potencial entre dos puntos alejados 30 y 60 carga de 100 µC?
20. La intensidad de campo magnético entre dos placas separadas entre sí 40 mm es de 8 X 104
V/m. ¿Cuál es la diferencia de potencial entre las placas?
21. Una carga de 6 µC está separada 40 cm de otra carga de 8 µC. ¿Cuál es la energía potencial del
sistema?
22. Si una carga eléctrica de 600 C pasa por una sección transversal en 4 segundos, ¿Cuál es la
intensidad de corriente eléctrica?
23. ¿Cuántos electrones circulan cada segundo por un punto de un alambre por el que circula una
corriente de 10 A?
24. Determina la resistencia de 60 m de alambre de cobre que tiene un diámetro de 0.4 mm a 20°C.
25. Calcula la resistencia a 20° C de un alambre de plata de 100 m de largo que tiene un área de
sección transversal de 0.3 mm2.
26. ¿Cuál es la diferencia de potencial a través de un resistor de 10 Ω cuando por el circula una
corriente de 4 A?
27. Se coloca un fusible de 20 A en un circuito, el cual es conectado a una fuente de alimentación de
120 V en sus terminales. ¿Cuál es el valor de la resistencia mínima para un circuito que
contenga este fusible?
28. Un dispositivo para soldar emplea a 1 A a 120 V. a) ¿Cuál es la potencia que consume? b)
¿Cuánta energía utilizará en 10 minutos?
29. Un generador de corriente continua de 120 V. suministra a 3000 W a un horno eléctrico, a)
¿Qué corriente suministró? b) ¿Cuál es el valor de la resistencia del horno?
30. Cuatro resistencias de 20 Ω cada una se conectan en serie, ¿cuál es el valor de us resistencia
equivalente?
31. Cuatro resistencias de 30 Ω cada una se conectan en paralelo, ¿Cuál es el valor de la resistencia
equivalente?
32. Si la resistencia equivalente de 10 lámparas iguales conectadas en paralelo es de 80 Ω. ¿Qué
valor tiene la resistencia de cada una de las lámparas?
33. Con sólo dos resistores (de uno en uno, en serie o en paralelo) es posible obtener resistencias
de 3 Ω, 4 Ω, 12 Ω y 16 Ω ¿Cuáles son los valores de las dos resistencias?
34. Determina la resistencia equivalente del arreglo de resistencias mostradas en la siguiente
figura, con los valores R1 = 2Ω, R2 = 4Ω, R3 = 6Ω, R4 = 1Ω, R5 = 5Ω y R6 = 8Ω.
35. Si cada resistor tiene un valor de 40 Ω, ¿Cuál es el valor de la resistencia equivalente del arreglo
de resistencias mostradas en el siguiente esquema?
36. Dos lámparas de 150 Ω y 200 Ω respectivamente se conectan en serie con una fuente de 18 V.
Calcula: a) resistencia equivalente y b) la corriente que circula en el circuito.
37. Tres resistencias de 5Ω, 10Ω y 20Ω se conectan en serie con una fuente de 12 V, ¿cuál es la
caída de tensión en cada resistencia?
38. Tres resistencias de 5Ω, 10Ω y 20Ω se conectan en paralelo entre si con una fuente de 12 V,
¿cuál es la intensidad de corriente en cada resistencia?
39. ¿Qué valor de resistencia deberá conectarse en serie a otra resistencia de 4 Ω conectada a una
fuente de 12 V para que circule una corriente de 0.1 A?
40. Una batería de 9 V se conecta en paralelo a dos resistencias que también están conectadas en
paralelo entre sí. Si sus resistencias son R1 = 4Ω y R2 = 2Ω, calcula: a) la resistencia equivalente,
b) la intensidad de de corriente que circula por cada resistencia y c) la potencia eléctrica
disipada por cada resistencia.
41. Tres resistencias de 15Ω, 25Ω y 35Ω, respectivamente, se conectan en paralelo. La corriente
total que circula a través de la batería que se conecta a través de éstas es de 4A. a) ¿Cuál es la
diferencia de potencial entre las terminales de batería? b) ¿Cuál es el valor de la energía
disipada por la resistencia de 20Ω.
42. Una espira rectangular de 5 cm de ancho y 10 cm de largo forma un ángulo de 90° respecto al
flujo magnético. Sí la densidad de flujo es de 0.4 T, calcula el flujo magnético ɸ que penetra en
la espira.
43. Un flujo magnético de 30 X10-4 Wb pasa a través de una espira de alambre que tiene un área de
0.6 m2. ¿Cuál es la densidad de flujo magnético?
44. Un electrón se proyecta de izquierda a derecha en un campo magnético dirigido verticalmente
hacia abajo. La velocidad del electrón es de 2.4 m/s y la densidad de flujo magnético del campo
es de 0.5 T. Determine la magnitud y la dirección de la fuerza magnética ejercida sobre el
electrón.
45. Un conductor rectilíneo forma un ángulo de 90° con respecto al campo B, cuyo valor es de 0.3 T.
Si la longitud del alambre es de 10 cm y pasa a través de él una corriente de 2 A, determina la
magnitud de la fuerza resultante sobre el conductor.
46. Determina la densidad de flujo magnético (o inducción magnética) en el aire a 10 cm de un
conductor por el que circula una corriente de 5 A.
47. Un solenoide se construye devanando 600 espiras de alambre. ¿Qué corriente circula por ella
para producir una densidad de flujo magnético de 0.4 T en el centro del solenoide? El núcleo del
solenoide es de aire.
48. Un silbato emite un sonido con una frecuencia de 1000 Hz, ¿Cuál es su periodo?
49. ¿Cuál es la longitud de onda para una onda de AM (amplitud modulada). Con una frecuencia de
550 KHz que viaja a 3 X 108 m/s?
50. El sonido viaja en el acero a 5000 m/s, ¿qué longitud de onda tendrá un sonido de 2000 Hz en
dichos materiales?
51. Determina la rapidez del sonido en el aire a 15° y 25°C.
52. ¿Cuál es la rapidez del sonido en una delgada barra de cobre? (Y= 11 X1010 N/m2 y ρ= 8900
Kg/m3)
53. Un sonido tiene una frecuencia de 1620 Hz, ¿cuál es la longitud de onda del sonido procedente
del diapasón cuando la temperatura del aire es de 0°C.
54. Un camión se acerca a un observador inmóvil con una rapidez de 80 Km/hr. Si el conductor toca
el claxon, que tiene una frecuencia de 1500 Hz, ¿cuál es la frecuencia del claxon escuchada por
el observador?
55. ¿Cuál e3s la frecuencia de una luz cuya energía es de 6X10-19 J?
56. Una lámpara de 5 cm de alto está colocada frente a un espejo esférico cóncavo cuyo radio es de
30 cm. Determina la ubicación de la imagen cuando la imagen esta a 25 cm.
57. Un espejo cóncavo tiene un radio de curvatura de 60 cm, ¿cuál es su distancia focal?
58. Se forma una imagen sobre una pantalla. ¿se trata una imagen virtual? Explica en qué
situaciones una lente forma imágenes reales.
59. Una lente biconvexa con una distancia focal de 10 cm forma una imagen sobre la pantalla a 30
cm de la lente. ¿dónde se encuentra ubicado el objeto?
60. La luz que penetra en el vidrio tiene un ángulo de refracción de 30°, calcula el ángulo de
incidencia.