CARGA ELECTRICA

CARGA ELECTRICA, CAMPO ELECTRICO Y POTENCIAL ELECTRICO

1. En una línea línea recta se encuen encuentran tran tres tres cargas cargas puntuales puntuales como se muestra en la fgura 1. Halle la uerza resultante ejercida contra a) la carga de −2 μC  , b) la carga de 5 μC 

2. Tres cargas cargas puntuales se sujetan en las posiciones que se muestran muestran en la fgura 2. ea q =1 nC  . Halle la uerza resultante ejercida ejercida contra a) la carga 4 q . b) la carga −3 q .

!. "inco "inco cargas cargas puntua puntuale less se encuentr encuentran an coloca colocadas das en una línea línea recta recta como se muestra en la fgura !. i la separaci#n entre las cargas es de 1 cm, $qu% &alore &aloress deben deben tener las cargas cargas q1 ' q 2   para que la uerza neta sobre cada una de las otras cargas sea cero(

. "ada una de las dos eseras eseras id%nticas id%nticas de espuma espuma de poliestir poliestireno eno tiene una carga * ' una masa m + 2 g. Estn suspendidas por -ilos de longitud  + 1 m, como se muestra en la fgura . /ebido a la repulsi#n mutua de las pelotas, los -ilos orman un ngulo de 10 con la &ertical. Halle *.

0. na carga puntual 3* se encuentra en ( 0,− a )  ' una carga 4* se encuentra en 56, a). a) Halle la uerza sobre una carga q en ( x , 0 ) . b) $En qu% punto la uerza alcanza un m7imo( 8. En cada &%rtice de un cubo de lado  se colocan oc-o cargas de magnitud * como se indica en la fgura 1.29. n &%rtice se encuentra en el origen ' las aristas estn sobre los ejes rectangulares. Encuentre la uerza neta en la carga ubicada en r = L i + L j + Lk  , dado lo siguiente: a) todas las cargas tienen el mismo signo; b) el &ecino ms cercano de cada carga tiene signo opuesto. 9. a suma de dos cargas puntuales es de 4< =". i su separaci#n es de ! cm, cada una e7perimenta una uerza de 106 >. Halle las cargas sabiendo que la uerza es repulsi&a; b) atracti&a. <. En el modelo de ?o-r del tomo de -idr#geno un electr#n orbita un prot#n estacionario en una #rbita circular de radio r. a) Escriba la segunda le' de >e@ton para el mo&imiento circular ' obtenga una e7presi#n para la rapidez &. b) ?o-r impuso la condici#n de que el ímpetu angular  del electr#n puede tomar s#lo &alores discretos dados por  L=nh /2 π    donde n  es un entero ' h es la constante de AlancB. /emuestre que el radio de la en%sima #rbita permitida est dado por: 2

r n=

C. na

2

n h 2

4 π 

km e

2

carga

puntual Q 2 =−10 μC est á en (+ d , 0 ) .

Q 1 =20 μC est á en (−d , 0 )

Encuentre

la

mientras

que

intensidad de campo resultante en el punto de coordenadas 57, '). Tome d =1 m y x = y =2 m .

16. n prot#n recorre una distancia de  cm paralelamente a un 3 campo el%ctrico uniorme E=10 i N  /C   como se muestra en la fgura 5 0. i su &elocidad inicial es de 10 m / s , -alle su &elocidad fnal.

11. na &arilla delgada aislante de longitud  tiene una carga * uniormemente distribuida. Encuentre la intensidad del campo en un punto a lo largo de su eje, a una distancia a de uno de sus e7tremos.

12. $"ul es la intensidad del "ampo el%ctrico en un punto colocado a una distancia D de una línea infnita de carga con una densidad lineal de carga l "m(

1!. Aara un anillo de radio D ' carga total *, la intensidad del campo el%ctrico a una distancia 7 del centro ' sobre su eje, est dada por: kQx  E ( x )= 3 2 2 2 ( x + R ) 1.

e coloca un prot#n en un campo el%ctrico uniorme de 3 2.75  x 10  N / C  . "alcule: a) la magnitud de la uerza el%ctrica ejercida sobre el prot#n; b) la aceleraci#n del prot#n; c) la rapidez del prot#n despu%s de estar 1.66  μ s en el campo, si se supone que parte del reposo.

10. na partícula tiene carga de −3.00 nC  . a) Encuentre la magnitud ' la direcci#n del campo el%ctrico debido a esta partícula, en un punto que est 6.206 m directamente arriba de ella. b) $F qu% distancia de esta partícula el campo el%ctrico debe tener una magnitud de 12.6 >"( 18. n prot#n se mue&e en orma -orizontal -acia la derec-a a .06 7 168 ms. a) Encuentre la magnitud ' la direcci#n del campo el%ctrico ms d%bil que lle&e al prot#n uniormemente al reposo en una distancia de !.26 cm. b) $"unto tiempo le lle&aría al prot#n detenerse una &ez que entrara al campo el%ctrico( c) $"ul es el campo mínimo 5magnitud ' direcci#n) que sería necesario para detener un electr#n en las condiciones del inciso a)( 19. n electr#n parte del reposo en un campo el%ctrico uniorme, acelera &erticalmente -acia arriba ' recorre .06 m en los primeros !.66  μ s despu%s de que se libera. a) $"ules son la magnitud ' la

direcci#n del campo el%ctrico( b) $e justifca que se desprecien los eectos de la gra&edad( E7plique su respuesta cuantitati&amente. 1<. a) $"ul debe ser la carga 5signo ' magnitud) de una partícula de 1.0 g para que permanezca estacionaria, cuando se coloca en un campo el%ctrico dirigido -acia abajo con magnitud de 806 >"( b) $"ul es la magnitud de un campo el%ctrico donde la uerza el%ctrica sobre un prot#n tiene la misma magnitud que su peso( 1C. a) $"ul es el campo el%ctrico de un nGcleo de -ierro a una distancia de 8 7 1616 m de su nGcleo( El nGmero at#mico del -ierro es 28. uponga que el nGcleo puede tratarse como carga puntual. b) $"ul es el campo el%ctrico de un prot#n a una distancia de 0.2C 7 16 11 m del prot#n( 5Iste es el radio de la #rbita del electr#n en el modelo de ?o-r para el estado undamental del tomo de -idr#geno.) 26.a carga puntual

q1 =−5.00 nC 

se encuentra en el origen ' la carga puntual q =+ 3.00  n" est sobre el eje 7 en  x =3.00 cm . El punto A se -alla sobre el eje ' en ' + .66 cm. a) "alcule los campos el%ctricos ' en el punto A debido a las cargas q1 ' q2. E7prese los resultados en t%rminos de &ectores unitarios. b) tilice los resultados del inciso a) para obtener el campo resultante en A, e7presado con notaci#n de &ectores unitarios. 2