INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA “UNIDAD ZACATENCO” ZACATENCO”
EQUIPO 6: • • • • •
AGUIRRE RUIZ JESUS DANIEL MANUEL MORALES JERONIMO ASIEL PEREZ GARDUÑO MARCO ANTONIO TREJO GUERRERO DAVID DAVID VAZQUEZ MORENO EDGAR
DOCENTE: HERNANDEZ
LEON TIBURCIO
LEONCIO LABORATORIO DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO GRUPO: 2CV2 INICIO: 28 DE ABRIL 2!" CICLO ESCOLAR: MARZO 2!" # JULIO 2!" CARRERA: INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTR$NICA
PROBLEMARIO DE FISICA II -PARTE I1.- Una persona al caminar sobre una alfombra (en un día seco) adquiere una carga negativa por fricción de 64 μC al llegar a la puerta de salida siente una descarga. !odría decir "Cu#ntos electrones pasaron de la alfombra a la persona $ de la persona a la puerta% e (carga del electrón) & '.6 ' -'* C
2.- +os esferas de masa m & ' g cuelgan de ,ilos de seda de longitud & ' cm. poseen cargas id/nticas q $ por repulsión est#n separadas & 0 cm. tal como se muestra en la figura. +iga cu#nto vale q
3.- 1res carga puntuales se ,allan en los v/rtices de un tri#ngulo equil#tero de lado a & ' cm. Calcular la fuer2a resultante sobre la partícula 3. q ' & '-6 C5 q & '-6 C 5 q3 & 4.'-6 C
4.- +os pequeas esferas de pl#stico tienen cargas positiva. Cuando est#n separadas 3 cm la fuer2a de repulsión es de 7 & '08. +iga9 a) "cu#l es la carga de cada esfera% $ b) "cu#l sería la carga de cada una si una de las esferas tiene tres veces la carga de la otra%
5.- ": qu/ distancia deben estar colocados un protón $ un electrón para que la fuer2a electrost#tica entre ambos sea de '8%
Resp.1.52x10 -14 m.
CAMPO ELECTRICO 6.- +os pequeas esferas de pl#stico tienen cargas positiva. Cuando est#n separadas 3 cm la fuer2a de repulsión es de 7 & '0 8. +iga9 a) "cu#l es la carga de cada esfera% $ b) "cu#l sería la carga de cada una si una de las esferas tiene tres veces la carga de la otra%
7.-Un campo el/ctrico acelera un electrón ,acia el este a '.;4 ' * m
Resp.10.5 NmC! "#$%# e& 'es(e. ).-Una partícula alfa el n=cleo de un #tomo de >elio tiene una masa de 6.64 '
-?
@g. $ una
carga de Ae. "Bu/ magnitud $ dirección del campo el/ctrico balanceara su peso%
Resp. 203N*C! #++%,#. .- "Bu/ magnitud tiene una carga puntual elegida de modo que el campo el/ctrico a ?0 cm. de distancia posea la magnitud de .3 8
Resp. 144 pC.
10.-Calcule la magnitud del campo el/ctrico generado por un dipolo el/ctrico cu$o momento dipolar 3.06 ' -* Cm en un punto situado a 0.4 nm a lo largo del ee bisectorial.
Resp. 1.5 NC
11.-a car#tula de un relo tiene las cargas puntuales negativas Dq -q -3q E -'q fias en las posiciones de los numerales correspondientes. as manecillas no perturban el campo. ": que ,ora el ,orario apuntara en la misma dirección que el campo el/ctrico en el centro de la car#tula% (sugerencia suponga cargas diametralmente opuestas)
Resp. /30
12.- ": qu/ distancia en el ee de un disco cargado de radio F es la magnitud del campo el/ctrico igual a la mitad del valor del campo en la superficie del disco en el centro%
Resp. R3 13.-1res cargas est#n dispuestas en un triangulo equil#tero .Considere las líneas de campo debidas a Aq $ a Dq5 a partir de ellas identifique la dirección de la fuer2a que opera sobre Aq por la presencia de estas dos cargas la distancia que eiste entre ellas es a.
Resp. A &# e+e$"#
14.-Ge mantienen a una distancia de '0. cm. dos cargas iguales $ opuestas de magnitud '.;; '-? C. a) "Cu#l es la magnitud $ dirección de H en un punto intermedio entre las cargas% b) "Bue fuer2a (magnitud $ dirección) operaria en un electrón puesto a,í%
Resp. # 5)5 NC! "#$%# &# $#+# *e#(%#. , 3.6 pN! "#$%# &# $#+# p's%(%#.
POTENCIAL ELECTRICO 15.-Calcule el valor de la distancia de modo que la energía potencial en el sistema sea cero.
16.-Hn un rel#mpago típico a diferencia de potencial entre los puntos de descarga es de unos '. '* I $ a carga transferida es de 3 C aproimadamente. "Cu#nta energía se libera%
Resp. 30
17.-Jantenemos una partícula de carga q en posición fia en el punto p $ una segunda de masa m que tiene la misma carga la mantenemos en reposo a una distancia r' de p. Hsta =ltima se libera $ se repele de la primera. +etermine su velocidad en el instante en el que se ,alla a una distancia r de p. Guponga que q & 3.' KC m & ';mg r' & .* mm $ r & .0 mm.
Resp. 2.6 ms
1).-Calcule a) Hl potencial el/ctrico creado por el n=cleo de un #tomo de >idrogeno en una distancia promedio del electrón circulante (r & 0* ' -'' m)5 b) a energía potencial el/ctrica del #tomo cuando ele electrón esta en este radio5 c) a energía cin/tica del electrón suponiendo que describe una orbita circular de este radio centrado en el n=cleo. (Guponga que I & en el infinito)
Resp. # 27.2 8 , -27.2 e8 $ 13.6 e8
1.-+os grandes placas conductoras paralelas est#n separadas por una distancia de ' cm $ transportan cargas iguales pero opuestas en sus superficies frontales. Un electrón colocado en la mitad entre ellas eperimenta una fuer2a de 3.* ' -'0 8. a) Calcule el campo el/ctrico en la posición del electrón. b) "Cual es la diferencia de potencial entre las placas%
Resp. #24.4 8m ,2.3 8
20.-Un n=cleo de oro contiene una carga positiva igual a la de ?* protones $ tiene un radio de ? fm. Una partícula alfa (constituida por dos protones $ dos neutrones) tiene una energía cin/tica @ en puntos leanos del n=cleo $ se dirige directamente a el. a partícula alfa apenas si toca la superficie del n=cleo donde se invierte la dirección de su velocidad. Calcule @.
Resp.32 Me8
21.-Una carga puntual tiene q & A'6 KC. Considere el punto : esta a .6 m de distancia $ el punto L se ,alla a '.'?m de distancia en una dirección directamente opuesta. Calcule la diferencia de potencial I a D Ib
Resp. -3.)5 8
22.-Una carga el/ctrica de -*.' nC se distribu$e uniformemente alrededor de un anillo de '.4; m de radio el cual se encuentra en el plano M con su centro en el origen. Una partícula que transporta una carga de -0.*3 pC se ,alla en el ee & 3.? m. Calcule el trabao efectuado por un agente eterno al mover la carga puntual ,acia el origen.
Resp.1)6 p 23.-+os cargas q & A.'3KC est#n fias en el espacio $ separadas por una distancia d & '.*6cm a)Cual es el potencial el/ctrico en el punto C.
Resp.2.76 M8
24.-a superficie cuadrada que se encuentra en la fig. mide 3. mm de cada lado. Hsta inmersa en un campo el/ctrico uniforme con H & '; 8
R 9 -0.007) N m 2 C 25.- Calcule QH a trav/s de (a) la base plana $ (b) la superficie curva de un ,emisferio de radio F. el campo H es uniforme $ paralelo al ee del ,emisferio $ las líneas de H entran a trav/s de la base plana. (use la normal apuntando ,acia fuera).
26.- Una carga puntual de '.;4 ' -6 C esta en el centro de una superficie gaussiana c=bica de 00 cm de arista. >alle QH a trav/s de la superficie.
R9 20) N m2 C 27.- Una carga puntual Aq est# a una distancia d< en una superficie cuadrada de lado d $ est# directamente arriba del centro del cuadrado como se muestra en la figura 4. ,alle el fluo el/ctrico a trav/s del cuadrado. (Gugerencia9 considere el cuadrado como una cara de un cubo con arista d).
R9 :6;0
2).-Hperimentalmente se determina que el campo el/ctrico en cierta región de la atmósfera de la 1ierra est# dirigido verticalmente ,acia abao. : una altitud de 3m el campo es de 0; 8
R9 4.6 x 10-6 C 2.- as componentes del campo el/ctrico en la figura son H & b'< H$ & H2 & donde b & ;;3 8
R9 <# 22.3 N m 2 C <, 17 pC 30.- os Ie,ículos espaciales que viaan a trav/s de los cinturones de radiación de la 1ierra c,ocan con electrones atrapados. !uesto que en el espacio no eiste un suelo la carga resultante acumulada puede resultar significativa $ daar a los componentes electrónicos generando averías en los circuitos de control $ otras anomalías operativas. Un sat/lite met#lico esf/rico de '.3 m de di#metro acumula .4 ' -6 C de carga en una revolución orbital. (a) +etermine la densidad de carga superficial. (b) Calcule el campo el/ctrico resultante inmediatamente afuera de la superficie del sat/lite.
R9 <# 452 *Cm2 <, 51.1 NC 31.- Una esfera conductora que contiene una carga B est# rodeada por un cascaron conductor. (a)"Cu#l es la carga neta en la superficie interna del cascarón%. (b) Ge coloca otra carga q afuera del cascarón5 "cu#l es a,ora la carga neta en la superficie interior del cascarón%. (c) Gi q se mueve a una posición entre el cascarón $ la esfera "cu#l es la carga neta en la superficie interna del cascarón% (d) "Gon sus respuesta v#lidas si la esfera $ el cascarón no son conc/ntricos%
R9 <# =>. <, =>. <$ -<>?:. < s%
32.- Una placa de metal de ;. cm de lado tiene una carga total de 6. ' -6 C. (a) Usando la aproimación de la placa infinita calcule el campo el/ctrico a .0 mm arriba de la superficie de la placa cerca del centro de la misma. (b) Hstime el campo a una distancia de 3 m.
R9 <# 53 MNC <, 60 NC
33.- (a) Hl cilindro de la m#quina fotocopiadora del problema muestra 3 tiene una longitud de 4 cm $ un di#metro de ' cm. "Cu#l es la carga total en el cilindro% (b) Hl fabricante desea producir una versión port#til de la m#quina. Hsto requiere el tamao del cilindro a una longitud de ; cm $ un di#metro de ; cm. Hl campo el/ctrico en la superficie del cilindro debe permanecer inalterado. "Cu#l debe ser la carga en este nuevo cilindro%
R9 <# 322*C <, 143*C
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