EJERCICIOS DE ELECTROSTÁTICA - Inst. electricas

ejercicios de electrostática

1. 1. Respecto de las siguientes proposiciones indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. I. La carga eléctrica es una magnitud escalar y una propiedad de la materia. (V) II. La carga eléctrica se encuentra en cualquier cantidad. (F) III. Un electroscopio puede identificar el signo de la carga eléctrica. (F) IV. El campo eléctrico es un campo conservativo. (V)

2. 2.- La carga de cierto cuerpo es de -8 µC ¿ calcular el numero de electrones? SOLUCION: q - 8 µC = * (1,602 * - 8 = * (1,602 *   = 5 *  

3. 3.- Calcular el valor de la fuerza de repulsión entre dos cargas eléctricas +16 µC y +9. µC separadas 2 dm 2dm       SOLUCION:

4. Dos esferitas electrizadas con cargas eléctricas de 6 µC y 15 µC se encuentran separadas 0,3 m .Determine el módulo de la fuerza eléctrica. 4.- =   SOLUCION: Aplicamos la formula: = 9N.  

5. 5.- Calcular el modulo de la intensidad del campo eléctrico de una carga eléctrica de a una distancia de .   SOLUCION: Datos:   Formula de la Intensidad de Campo Eléctrico:       Reemplazamos datos:

6. 6. Respecto de las siguientes proposiciones indique verdadero (V) o falso (F) según corresponda. Un cuerpo se carga eléctricamente por exceso o defecto de electrones………….. (V) La ley cuantitativa establece que: ¨Dos cuerpos con carlas eléctricas de la misma naturaleza (signo) se repelen, y de naturaleza diferente se atraen. ……… (V) La fuerza eléctrica entre dos cargas eléctricas es inversamente proporcional a la distancia que los separa…….. (F)

7. 7. ¿Se tienen dos cargas eléctricas que se atraen con un valor de fuerza de 1 N. Calcular el módulo de la fuerza que se atraerán cuando su distancia de separación se duplique? Q 1 -Q 2 d Solución: A plicando la ley de Coulomb: Si la distancia de separación es el doble = 2d; entonces: Respuesta: Si se duplica la distancia de separación entre las dos cargas eléctricas, entonces se atraen con una fuerza de 0.25N.

8. Un núcleo atómico tiene una carga de 50 protones. Calcular el potencial de un punto situado a m de dicho núcleo.   8.- Solución: q Q = 50 * (1,6 * Q = + 8 *   Hallamos la carga: Hallamos el Potencial Eléctrico: V =   V = V= 72kV  

9. 9.-Determinar el trabajo necesario para trasladar una carga de 50 n C desde un punto A hasta un punto B . Los potenciales eléctricos son : V A = 4 MV ; V B = 11 MV . . A B SOLUCION: DATOS: TRABAJO DE A B  

10. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: Si una carga eléctrica se mueve sobre una línea equipotencial , su trabajo siempre es cero (V) El potencial eléctrico dentro de una esfera es constante, diferente de cero , e igual al potencial en la superficie ( ) Cuando analizamos el potencial eléctrico externo al cuerpo esférico consideramos a la carga eléctrica en el centro de la esfera ( ) a) VVF b) VFV c) FVV d) FFF e) VVV 10.-

11. 11.- Se tiene dos cargas puntuales, una fija y otra móvil. Determinar la reacción de la pared y sobre la carga 1, si estas se encuentran electrizadas con .   SOLUCION:       Datos:  

12. SOLUCION:       Como son cargas positivas, se separan o repelen su fuerza eléctrica.               La Fuerza eléctrica actúa sobre la pared, generando una fuerza contraria llamada Normal (N), que es la que nos piden.         Reemplazamos datos:    

13. 12. A qué distancia de se debe colocar la carga para que esté en equilibrio   5 m       x   5 - x       x                          

14. 13. La figura muestra dos esferas de 10 N cada una y cuerdas aislantes (1) y (2) de pesos despreciables. Hallar el valor de la tensión en la cuerda (1) si cada esfera tiene la misma carga. (2) 0,3m (1) T 1 T 2 T 2 10N 1 2 F e F e 10N Para (1) T 1 + F e = 10 + T 2 Para (2) T2 = 10 + Fe Reemplazando (2) en (1): T1 + Fe = 10 + 10 + Fe  T 1 = 20 N   Respuesta: La Fuerza de tensión en el cable (1) será de 20N. DCL

15. 14 . De las siguientes proposiciones: Una carga eléctrica constante produce un campo eléctrico homogéneo ( ) La intensidad del campo eléctrico de un dipolo eléctrico disminuye con el cuadrado de la distancia ( ) En un campo eléctrico homogéneo, las superficies equipotenciales corresponden a esferas concéntricas ( ) Son falsas. a) I y II b) II y III c) I y III d) Todas e) III

16. 15.- Calcular el módulo de la intensidad del campo eléctrico, aproximadamente, en el punto B . = + 9. C = - 16. C   3m 4m 5m     = + 9. C   = - 16. C   . B SOLUCION:      

17. En un lugar donde el campo eléctrico es uniforme se encuentra un péndulo cónico formado por una cuerda aislante de 1m de longitud y una esferita de masa 100 g electrizada con – 5 µ C. Calcule la rapidez angular para que la cuerda forme un ángulo de 37° con la vertical. = N/C (-j ) (g = 10m/s2)   16. - SOLUCION: 1m 37° – 5 µ C P= 1 N F= E * q = – 5 µ C x N/C F= 0,5 N   1,5N 1,5N . Cot 37° DINAMICA CIRCULAR. F = m * 1,5 N * Ctg 37° = 0,1 * ( * r) 1 ,5 * = * ( * ) W = 5 rad/s  

18. 17.- Una partícula electrizada con gira alrededor de otra en reposo y electrizada con una carga de Si la energía cinética de la partícula es de , determinar la energía potencial eléctrica del sistema formado. Desprecie los efectos gravitatorios.   SOLUCION:          

19. 18. Calcular el trabajo que deben efectuar las fuerzas externas para mover desde el infinito una carga de +20 nC hasta el interior de un cascaron metálico de 90 cm de radio y +4mC de carga eléctrica. +20 nC +4mC   . r = 0.9m

20. +20 nC . r = 0.9m +4mC              

21. 19. Si: Q1 =2C y Q2 = -8C Para que el potencial eléctrico sea nulo en el punto “A”. La carga Q3 es: + + + 10cm Q 1 Q 2 Q 3 10cm A 6cm 6cm Q 1 = 2C; d 1 = 10cm = 0.1m Q 2 = -8C; d 2 = 10cm = 0.1m K = 9*10 9 Nm 2 /C 2 V A = 0   Solución: Datos: Por definición: V A = V 1 + V 2 + V 3 =0 Respuesta: Para que el potencial eléctrico sea nulo en el punto A, la carga Q3 debe ser de 4.8C.

22. 21.- Una esferita pendular electrizada de masa m = 2g se encuentra en equilibrio en una región donde el módulo de la intensidad de campo eléctrico uniforme es E = 100N/C, como se muestra en la figura. Calcule la carga eléctrica de la esferita.   45° SOLUCION:   . 45°      

23. Tres gotas de agua idénticas se encuentran cargadas con un mismo potencial “V” .Calcular el nuevo potencial en función de “V”, si se sabe que las tres gotas se juntan en una sola. 22.- SOLUCION: V =   V 1 = = 1/3 v  

24. 23.- Dos esferitas conductoras de radios y se encuentran muy distantes, sus cargas eléctricas son Sabiendo que se utiliza un alambre muy fino para conectarlas. ¿Cuál será la nueva carga eléctrica de cada esfera después de la conexión?.   SOLUCION:               Antes Después  

25.         Después           Reemplazamos datos:        

26. 24. El bloque de madera de 50g que tiene adherido una pequeña esferita electrizada de masa despreciable, se mantiene en la posición mostrada, determine q en (la superficie es lisa).   30 cm -3q -3q +q  

27. 30 cm -3q -3q +q   0.5 N 0.3 N              

28. 26. En la figura se muestra un bloque de masa m = 0,5 kg y carga eléctrica q = 50 C, en equilibrio sobre el plano inclinado liso. Determine el módulo de la intensidad de campo eléctrico (g = 10 m/s2). El campo eléctrico es uniforme. 37º qE mg = 5N 37 º N N qE 5N 53 º 37 º Solución: DCL Respuesta: El módulo de intensidad de campo eléctrico es igual a 0.075N/C.