Ejercicios Ley Coulomb y Campo E

Univerisdad Pedag´  ogica y Tecnol´  ogica de Colombia  Ejercicios Ley de Coulomb y Campo El´ ectrico ectrico F´ ısica ıs ica III  II I 

Profesor: Profesor : Augusto Enrique Mej´ Mej´ıa 1. Tenemos un alfiler de plata neutro que pesa 10 gramos. La plata tiene 47 electrones por ´atomo atomo y su masa at´omica omica es de 107,87 g/mol. (Para calcular el n´umero umero total de ´atomos atomos en el alfiler, primero debe calcularse el n´umero umero de ´atomos-gramo, dividiendo la masa en gramos por la masa at´omica; atomos-gramo, omica; multiplicando el n´ umero umero de ´atomos-gramo atomos-gramo por NA = 6, 023 023 ∗  ∗ 10  1023 , n´ umero de Avogadro, se obtiene el n´umero umero umero total de ´atomos). atomos). El alfiler mide 20 mm de longitud. longitud. Supuesto Supuesto que pudi´ pudi´eramos eramos separar separar todas las cargas, cargas, y situar situar las positivas positivas en uno de los extremos extremos del alfiler y las negativas en el otro, calcular la fuerza de atracci´on resultante. Calcular el peso que podr´ podr´ıa levantarse levantarse con dicha fuerza. 2. Calcular Calcular la fuerza total que se ejerce ejerce sobre la carga q  carga  q −  y la fuerza sobre una carga de +1 C situada en el centro −8

del cuadrado de la figura 1. Datos: q  Datos:  q + + =  |q   | q  −  − | = |  = 10

C , a = 0,5 m.

Figura 1. 3. Disponemos Disponemos de tres cargas cargas  q 1 ,  q 2 ,  q 3 (q 1 = +5 ∗ +5 ∗ 10  10

−5

C , q 2 =  q 3 =

q1

−

2

 ) sobre una circunferencia de radio 1 m,

como indica la figura. (α (α  = π/  =  π/6). 6). a )

Calcular Calcular la fuerza fuerza total ejercida ejercida sobre la carga q  carga  q 1 .

b)

Calcular Calcular la fuerza fuerza total ejercida ejercida sobre una carga de +1 C situada situada en el centro de la circunferencia circunferencia..

Figura 2.

4. Una pelota de corcho cargada de masa 1g, est´a suspendida de un hilo muy ligero en un campo el´ectrico uniforme. Cuando E  = (3i + 5 j) ∗ 105 N/C, la pelota est´a en equilibrio en un ´angulo igual a 37 . Determine la carga sobre ◦

la pelota y la tensi´on en el hilo. 5. Un prot´on se lanza en la direcci´on x  dentro de un campo el´ectrico uniforme  E  = (−4,00 ∗ 105 i) N/C. El prot´on viaja 10 cm antes de detenerse. Calcule el tiempo que tarda en detenerse, en nanosegundos. 6. Tres cargas electricas puntuales e identicas, de magnitud q  = +2, 7µC   se encuentran ubicadas en los vertices de un tri´angulo equilatero de 35 cm de lado. calcular la magnitud del campo el´ectrico resultante en el centro del tri´ angulo.