PREGUNTAS CAPITULO 27 1.- Se le dan a usted dos esferas de metal montadas sobre soportes aislantes portátiles. Halle una manera de darles cargas iguales y opuestas. Puede emplear una varilla de vidrio frotada con seda pero no puede tocar las esferas. ¿Han de ser las esferas de igual tamaño para que su método funcione? Las dos esferas descargadas y en contacto al acercar la varilla se polarizan; al polarizarlas basta con separarlas para que queden con carga igual y de signo contrario. No importa el tamaño ya que queda la carga positiva en una esfera y si fuera más grande sólo traería una porción de la carga negativa de la otra esfera. 2.- En la pregunta 1, encuentre una forma de dar a las esferas cargas iguales del mismo signo. Nuevamente, ¿es necesario que las esferas sean de igual tamaño para que el método funcione? A una esfera descargada se le carga por inducción, acercando la varilla para que sea polarizada y aterrizando al mismo tiempo la esfera a tierra; luego, primero debe ser retirada la tierra y después el inductor, posterior de que se cargó la esfera se junta con la esfera descargada y de esa forma obtienen carga de la misma magnitud y sentido. Esta vez el tamaño sí importa ya que si una es mayor quedaría con más carga. 3.-Una varilla cargada atrae partículas de polvo de corcho seco, las cuales, después de tocar la varilla, a menudo se alejan de ella violentamente. Explique. Primero se atraen las partículas de polvo porque existe una fuerza de atracción entre éstas partículas y la varilla cargada pero las partículas de polvo al tener contacto con la varilla son cargadas con carga del mismo signo y es por eso que se alejan. 4.- Los experimentos descritos en la sección 27-2 podrían explicarse postulando cuatro clases de carga, es decir, sobre vidrio, seda, plástico, y piel. ¿Cuál es el argumento contra esto? Inicialmente sólo hay dos tipos de carga lo que quiere decir, que el vidrio y la piel tienen cargas iguales; el plástico y la seda también pero de signo contrario y no podemos saber con certeza que cuerpos tienen carga positiva y cuál negativa y en este caso se postulan 4 objetos diferentes por arbitrariedad no porque existan 4 tipos de carga.
5.- Una carga positiva se aproxima a un conductor aislado sin carga. El conductor se pone a tierra mientras la carga se mantiene cerca. ¿Se carga el conductor positiva o negativamente, o no se carga en absoluto si (a) se retira la carga y luego la conexión a tierra se suprime, y (b) se suprime la conexión a tierra y luego se retira la carga? a) no se carga porque al tener la conexión a tierra se está descargando ya que primero se retiró la carga del conductor, éste no se ve afectado. b) se carga negativamente porqué esta vez se polariza el conductor y si la carga es positiva es porque cede al conductor electrones. 6.- Un aislante cargado puede descargarse pasándolo por encima de una llama. Explique por qué. Si es posible descargar un aislante cargado porqué la llama excita al átomo de aire, de esta manera forma iones y al pasar por el aislante cargado son los iones del aire los que ayudan a descargar al aislante. 7.- Si frota enérgicamente una moneda entre los dedos no logrará que resulte cargada por fricción. ¿Por qué? Porque el cuerpo humano como las monedas son conductores de electricidad y sólo permiten que las cargas transferidas pasen a través de ellos. 8.- Si usted camina rápidamente sobre una alfombra, a menudo percibe una “chispa” al tocar la manija de una puerta. (a) ¿Por qué? (b) ¿Cómo puede evitarse? a) Porqué al pasar por la alfombra nos cargamos por frotamiento. b) Se puede evitar mojándonos ya que la humedad afecta la generación de carga electrostática. 9.- ¿Por qué los experimentos de electroestática no funcionan bien en los días húmedos? La electrostática se encarga solamente de cargas eléctricas en reposo y en tiempos de humedad las cargas se desprenden de la superficie, digamos que la humedad hace aislamientos menos perfectos. 10.- ¿Por qué se recomienda tocar el armazón metálico de una computadora personal antes de instalar algún accesorio interno? Porque al tocar un armazón metálico se hace tierra y cuando esto hace que un cuerpo cargado eléctricamente (en este caso el cuerpo humano) pierde la carga que tenga y se vuelve eléctricamente neutro y no hay cargas que se transfieran por
frotamiento que puedan dañar a algún accesorio interno. 11.- Se dice que una varilla aislada lleva una carga eléctrica. ¿Cómo podría usted verificarlo y determinar el signo del a carga? Se puede verificar acercando una varilla cargada positivamente, si se aleja es que está cargada positivamente y si se atrae está cargada negativamente. 12.- Si una varilla de vidrio cargada se sostiene cerca de un extremo de una barra de metal aislada no cargada como en la figura 7, los electrones se retiran hacia un extremo como se muestra. ¿Por qué cesa el flujo de electrones? En la barra de metal hay una fuente inagotable de ellos. Porque simplemente se polariza la barra y no hay transferencia de carga que haga la formación de iones y por esta razón no hay flujo. 13.- En la figura 7, ¿actúa alguna fuerza eléctrica resultante sobre la barra de metal? Explique. Simplemente en la barra habría una fuerza de atracción siempre y cuando la varilla ya no esté cerca. 14.- Una persona parada sobre un banquillo de metal aislante toca un conductor aislado cargado. ¿Se descarga el conductor completamente? 15.- (a) Una barra de vidrio cargada positivamente atrae un objeto suspendido. ¿Puede concluirse que el objeto está cargado negativamente? (b) Una barra de vidrio cargada positivamente repele un objeto suspendido. ¿Puede concluirse que el objeto está cargado positivamente? a) No, puede suceder que la atraiga por la fuerza de atracción de la barra de vidrio sobre la parte positiva del objeto y esta fuerza sea lo más grande posible para vencer la repulsión. b) Sí, porque de esta manera no se podría explicar el comportamiento de los dos tipos de carga. 16.- Explique qué se quiere decir cuando se afirma que las fuerzas electroestáticas obedecen al principio de superposición. Quiere decir que la fuerza que se ejerce sobre la una carga debido a la presencia de otras cargas es la suma vectorial de las fuerzas de Coulomb que actúan sobre ella debido a éstas otras cargas y como la ley corresponde a el producto de 2 cargas se toma por cada dos cargas. 17.- ¿Cambia la fuerza eléctrica que una carga ejerce sobre otra si se aproximan otras cargas?
No, porque la Ley de Coulomb es clara y sólo es proporcional al producto de dos cargas e inverso al cuadrado de su distancia y no intervienen más cargas. 18.- Una solución de sulfato de cobre es conductora. ¿Qué partículas sirven como portadores de carga en este caso? Los portadores de carga son los electrones del cobre (Cu). 19.- Si los electrones de un metal como el cobre pueden moverse libremente, deben dirigirse hacia la superficie de metal. ¿Por qué no continúan su movimiento y abandonan el metal? Porque hay una fuerza positiva en el núcleo que los atrae y los mantiene en sus órbitas mientras no haya una mayor excitación que es lo que provoca que abandonen el metal. 20.- ¿Habría habido alguna diferencia importante si Benjamín Franklin hubiese elegido, en realidad, llamar positivos a los electrones y negativos a los protones? No, porque fue el primero en llamarlas como se conocen ahora, sólo las conoceríamos por el nombre contrario, pero seguirían siendo dos tipos de cargas de diferente signo. 21.- La ley de Coulomb predice que la fuerza ejercida por una carga puntual sobre otra es proporcional al producto de las cargas. ¿Qué haría usted para verificar la validez de la ley en el laboratorio? 22.- Explique cómo puede un núcleo atómico ser estable si está compuesto de partículas que no son neutras (neutrones) ni portan cargas iguales (protones). Podría explicarse por las fuerzas nucleares que son independientes de la carga y de la atracción. 23.- Un electrón (carga = -e) gira alrededor de un núcleo de helio (carga = +2e) en un átomo de helio. ¿Qué partícula ejerce la fuerza mayor sobre la otra? Ninguna ejerce mayor fuerza en contra de la otra debido a que la ley de Coulomb corresponde a la proporción de dos cargas, en este caso la fuerza es igual y de atracción debido a que son de signos opuestos. 24.- La carga de una partícula es una característica real de la partícula, la cual es independiente de su estado de movimiento. Explique cómo puede usted demostrar esta aseveración haciendo una comprobación experimental
sólida de si el átomo de hidrógeno es en verdad eléctricamente neutro. 25.26.- El cuanto de carga es de 1.60 * 10-19 C. ¿Existe un correspondiente cuanto de masa? No, porque es independiente de cada cuerpo y en el caso de la carga se toma en cuenta que el electrón y el protón son cargas de referencia y en el caso de la masa no se toma ningún objeto como referencia ya que se toma como base la masa de cada cuerpo. 27.- ¿Qué queremos decir con que una cantidad física está (a) cuantizada o (b) se conserva? Dé algunos ejemplos. a) Significa que se puede medir a pesar de que no es visible, se sabe que existe aunque no sea en cantidades continuas. b) 28.- En el problema muestra 4 demostramos que la fuerza eléctrica es de alrededor de 1039 veces más intensa que la fuerza gravitatoria. ¿Puede concluirse de ello que una galaxia, una estrella, o un planeta deben, en principio, ser eléctricamente neutros? 29.- ¿Cómo sabemos que las fuerzas electrostáticas no son la causa de la atracción gravitatoria, por ejemplo, entre la Tierra y la Luna? Porque la fuerza gravitatoria es simplemente de atracción en cambio las fuerzas electrostáticas son de atracción y repulsión dependiendo del tipo de carga. PREGUNTAS CAPITULO 28 1.- Nombre tantos campos escalares y vectoriales como pueda. Campo gravitacional, campo de flujo, campo eléctrico, campo magnético 2.- (a) En la atracción gravitatoria entre la Tierra y una piedra, ¿podemos decir que la Tierra se encuentra en el campo gravitatorio de la piedra? (b) ¿Cuál es la relación entre el campo gravitatorio que pertenece a la piedra y el que pertenece a la Tierra? a) No se puede decir porque la masa de la Tierra es mayor y ésta la atrae con mayor fuerza rompiendo el campo de la piedra. b) Existe una atracción entre ambos. 3.- Una bola cargada positivamente pende de un hilo de seda largo. Deseamos medir a E en un punto en el mismo plano horizontal que el de
la carga colgante. Para hacerlo, ponemos una carga colgante. Para hacerlo, ponemos una carga de prueba positiva q0 en el punto y medimos F/q0 ¿Será F/q0 menor que, igual a, o mayor que E en el punto en cuestión? El campo debe ser menor ya que conforme más lejos este q0 de la bola cargada es menor la magnitud del campo eléctrico. 4.-Al explorar los campos eléctricos con una carga de prueba, a menudo hemos supuesto, por conveniencia, que la carga de prueba sea positiva. ¿Realmente constituye ello alguna diferencia para determinar el campo? Ilustre con un caso sencillo su propia idea. La única diferencia que existiría en tomar una carga negativa sería el cambio de magnitud, la dirección es la misma. 5.- Las líneas de fuerza eléctricas nunca se cruzan. ¿Por qué? Porque estas líneas están alrededor de una carga con mismo signo entonces estas se tienden a repeler entre sí por la ley de los signos. 6.- En la figura 6, ¿por qué las líneas de fuerza alrededor de la figura parecen, cuando se extienden hacia atrás, irradiar uniformemente desde el centro de la figura? Porque las líneas de fuerza tienen que ser perpendiculares a la superficie y al hacerlo así pareciera que nacen del centro de donde se concentra su masa. 7.- Una carga puntual se está moviendo en un campo eléctrico en ángulo recto con las líneas de fuerza. ¿Actúa alguna fuerza sobre ella? Actúa una fuerza que hace moverla hacia arriba y lo que origina este movimiento es una carga que tiene el mismo signo de la carga puntual 8.- En la figura 9, ¿por qué se alinearían las semillas de pasto con las líneas de fuerza eléctricas? Normalmente las semillas de pasto no portan ninguna carga eléctrica. (Véase “Demonstration of the Electric Fields of Current-Carrying Conductors”, por O. Jefimenko. American Journal of Physics, enero de 1962, pág. 19.) Porque el campo el tangente a dichas líneas de fuerza y aunque no tengan carga eléctrica son las que simulan tales líneas de fuerza. 9.- ¿Cuál es el origen de la “adherencia estática”, un fenómeno que a veces se presenta en la ropa cuando se retira de una secadora? Porque al estar la ropa en la secadora tiende a cargarse, principalmente positivamente, y nosotros adquirimos esa carga
de exceso por contacto y de esta manera la atraemos. 10.- Dos cargas puntuales de magnitud y signo desconocidos están situadas a una distancia d de separación. El campo eléctrico es cero en un punto entre ellas, sobre la línea que las une. ¿Qué puede concluirse acerca de las cargas? Se puede concluir que las cargas son de signos iguales, ya que las líneas de fuerza se repelen entre sí de una carga y de otra y no hay campo entre ellas porque el campo es tangente a éstas. 11.- Dos cargas puntuales de magnitud y de signos desconocidos están situadas a una distancia d de separación. (a) Si es posible que E=0 en algún punto no situado entre las cargas sino sobre la línea que las une, ¿cuáles son las consideraciones necesarias y en dónde se localiza el punto? (b) Es posible, en cualquier arreglo de dos cargas puntuales, hallar dos puntos (ninguno de ellos en el infinito) en los cuales E=0? De ser así, ¿en qué condiciones? a) Deben de ser de signos opuestos y E=0 en un punto de lado izquierdo a q+ y también en el infinito ya que la magnitud del campo es cada vez menor. b) 12.- Dos cargas puntuales de signo y magnitud desconocidos están fijas a una distancia d de separación. ¿Podemos tener E=0 en puntos fuera del eje (excluyendo el infinito)? Sí, porque conforme las líneas de fuerza se alejan va disminuyendo el campo, al estar las líneas de fuerzas más separadas no existe E ya que E es tangente a éstas líneas. 13.- En el problema muestra 3, una carga situada en el punto P en la figura 3 está en equilibrio porque no actúa sobre ella ninguna fuerza. ¿Es el equilibrio estable (a) para desplazamientos a lo largo de la línea que une a las cargas y (b) para desplazamientos en ángulo recto con esta línea? a) Sí; si tomamos en este mismo eje nuestra referencia para el cálculo de la energía potencial. b) Al cambiar de eje de referencia deja de ser estable. 14.- En la figura 8, la fuerza sobre la carga más baja apunta hacia arriba y es finita. Sin embargo, el aglomeramiento de las líneas de fuerza sugiere que E es infinitamente grande en la ubicación de esta carga (puntual). Una carga inmersa en un campo infinitamente grande debería
experimentar una fuerza infinitamente grande actuando sobre ella. ¿Cuál es la solución a este dilema? Significa que la fuerza es finita porque es provocada por un agente externo. 15.- Una carga puntual q de masa m se libera del reposo en un campo no uniforme. (a) ¿Seguirá necesariamente a la línea de fuerza que pasa por el punto de liberación? (b) ¿En qué circunstancias, de haber alguna, seguirá una partícula cargada las líneas del campo eléctrico? 16.- Tres pequeñas esferas x, y y z portan cargas de magnitudes iguales y con los signos que se muestran en la figura 19. Están situadas en los vértices de un triángulo isóceles con la distancia entre x y y igual a la distancia entre x y z. Las esferas y y z se mantienen en su lugar, pero la esfera x tiene libertad de moverse sobre una superficie carente de fricción. ¿Qué trayectoria tomará la esfera x cuando se la libera? 17.- Una carga positiva y una negativa de la misma magnitud están en línea recta larga. ¿Cuál es la dirección de E en los puntos de ésta línea que estén (a) entre las cargas, (b) afuera de las cargas en la dirección de la carga positiva, (c) afuera de las cargas en dirección de la carga negativa, y (c) afuera de la línea pero en el plano medio de las cargas? a) En dirección a la carga negativa b) No existe campo E c) No existe campo E d) En dirección a la carga negativa Seguirá la trayectoria C debido que la fuerza entre cargas positivas es de repulsión y con la carga negativa es de atracción la resultante va en dirección de C. 18.- En el plano medio de un dipolo eléctrico, ¿es el campo eléctrico paralelo o antiparalelo al momento dipolar eléctrico p? Es antiparalelo ya que p va de la carga negativa a la carga positica y E en sentido contrario. 19.- ¿Por qué no puede la ecuación 10 representar las líneas de fuerza de la figura 8 si moderamos el requisito de que x >> d? Porque se está pidiendo el campo en un punto específico en el caso de la figura y el campo es tangente a cada una de las líneas de fuerza y no se da ninguna restricción para que se tome x >> d 20.- (a) Dos dipolos eléctricos idénticos están situados en una línea recta,
como se muestra en la figura 20a. ¿Cuál es la dirección de la fuerza eléctrica sobre cada dipolo debida a la presencia del otro? (b) Supóngase que los dipolos están reacomodados como el la figura b. ¿Cuál es ahora la dirección de la fuerza? (a) La fuerza resultante está hacia la derecha (b) La fuerza resultante se dirige hacia la izquierda 21.- Compare la manera en que E varía de acuerdo con r en (a) una carga puntual, (b) un dipolo, y (c) en un cuadripolo. a) En una carga puntual, E va decreciendo entre más grande sea r b) Si r es mucho mayor que una distancia z se dice que el campo es constante y uniforme. c) 22.- ¿Qué dificultades matemáticas se encontrarían al calcular el campo eléctrico de un anillo (o un disco) cargado en puntos no situados sobre el eje? La dificultad radica en que no tendríamos que tomar la componente a lo largo de un sólo eje sino que la proyección de éstas a lo largo de los ejes y sumarlos y por esa razón sería más complicada la solución. 23.- La ecuación 28 muestra que E tiene el mismo valor en todos los puntos en frente de una lámina infinita uniformemente cargada. ¿Es esto razonable? Cabría suponer que el campo sería más intenso cerca de la lámina porque las cargas están tan próximas. No porque siempre son perpendiculares las líneas de fuerza y nunca decrece el campo; en este caso se dice que el campo es constante y uniforme. 24.- Describa brevemente cuál era el objetivo del experimento de la gota de aceite de Millikan. El objetivo era de cuantizar la carga elemental e y para lograrlo se ayudó de los conceptos del campo eléctrico. 25.- ¿Cómo influye en la operación del experimento de Millikan el signo de la carga en la gota de aceite? Influye en la dirección del campo, porque los resultados del experimento serían los mismos. 26.- ¿Por qué Millikan no trató de equilibrar los electrones en su aparato, en lugar de las gotas de aceite? Porque no sabía que cantidad de carga contenían los electrones, entonces
en ese momento era lo mismo si usaba electrones o gotas de aceite. 27.- Usted gira a un dipolo eléctrico extremo por extremo en un campo eléctrico uniforme. ¿Cómo depende el trabajo que usted realiza de la orientación inicial del dipolo con respecto al campo? 28.- ¿Para qué orientaciones de un dipolo eléctrico en un campo eléctrico uniforme es la energía potencial del dipolo (a) mayor y (b) la menor? a) es mayor la energía potencial cuando el ángulo es de 00 el ángulo referido es el de torque y el ángulo vector. b) es menor la energía potencial cuando el ángulo es de 900. 29.- Un dipolo eléctrico está situad en un campo eléctrico no uniforme. ¿Existe una fuerza neta sobre él? 30.- Un dipolo eléctrico está situado en reposo en un campo eléctrico externo uniforme, como en la figura 17a, y es liberado. Diga cuál es su movimiento. Tiene un movimiento de rotación, el cual solo de esta manera almacena energía y rota en el sentido de las manecillas del reloj. 31.- Un dipolo eléctrico tiene a su momento dipolar p alineado con un campo eléctrico externo uniforme E. (a) ¿Es el equilibrio estable o inestable? (b) ¿Cuál es la naturaleza del equilibrio si p y E apuntan en direcciones opuestas? a) El equilibrio es estable b) Se sabe que el trabajo está dado por w= -pEcos !, y si p y E forman un ángulo de 180° entonces si ! (ángulo formado entre p y E) es 0 o menor de " /2 es negativo, si es de 90° es cero y si es mayor de " /2 es positivo. PREGUNTAS CAPITULO 29 1.- ¿Cuál es la base de la afirmación de que las líneas de fuerza eléctrica comienzan y terminan sólo en cargas eléctricas? En un dipolo eléctrico el generador del campo es la carga positiva llamada fuente y la receptora es la carga negativa llamada sumidero y el campo es tangente a las líneas de fuerza naciendo de la fuente y terminando en el sumidero. 2.- A las cargas positivas se les llama a veces “fuentes” y a las cargas negativas “sumideros” del campo eléctrico. ¿Cómo justificaría usted está terminología? ¿Existen fuentes y sumideros del campo gravitatorio?
Los sumideros con cargas negativas y receptoras del campo como en el caso de los fluidos y las cargas positivas son fuentes porque son generadoras de campo. 3.- Por analogía con !E cómo se definiría usted el flujo !g de un campo gravitatorio? ¿Cuál es el flujo del campo gravitatorio de la Tierra a través de los límites del salón, suponiendo que no contenga materia? ¿A través de una superficie esférica que rodeara muy cercanamente a la Tierra? ¿A través de una superficie esférica del tamaño de la Luna? 4.- Considere la superficie gaussiana que rodea parte de la distribución de carga mostrada en la figura 19. (a) ¿Cuál de las cargas contribuye al campo eléctrico en el punto P? (b) El valor obtenido para el flujo a través de la superficie, calculado usando únicamente el campo debido a q1 y a q2, ¿sería más grande que, igual a, o menor que el obtenido usando el campo total? a) q3 y q4 b) igual, porque el flujo que entra es el mismo que sale 5. Suponga que un campo eléctrico situado en cierta región tiene una dirección constante pero está decreciendo en intensidad en esa dirección. ¿Qué concluiría usted acerca de la carga en la región? Trace las líneas de fuerza 6. ¿Afirma exactamente la ley de Gauss que el número total de líneas de fuerza que cruzan a toda superficie cerrada en la dirección hacia fuera es proporcional a la carga positiva neta encerrada dentro de la superficie? Sí, porque el flujo es positivo si el superficie las líneas de fuerza apuntan hacia afuera. 7. Una carga puntual está situada en el centro de una superficie gaussiana esférica. ¿Cambia !E (a) si la superficie se sustituye por un cubo del mismo volumen, (b) si la esfera sustituye por un cubo de la décima parte del volumen, (c) si la carga se mueve fuera del centro en la esfera original y permanece adentro, (d) si la carga se mueve justo afuera de la esfera original, (e) si se sitúa una segunda carga cerca y afuera de la esfera original, y (f) si se sitúa una segunda carga adentro de la superficie gaussiana? a) No, porque la superficie gaussiana es arbitraria y sigue siendo cerrada. b) No, no importa sigue siendo superficie cerrada. c) No, la superficie encierra de todos modos a la carga
d) Si, porque ya no se encuentra en la superficie e) Si, porque !E ahora sólo depende de la segunda carga. f) No cambia !E 8. En la ley de Gauss, es E necesariamente el campo eléctrico atribuible a la carga q? Siempre y cuando el campo sea eléctrico, sí es atribuible a la carga q 9. Una superficie encierra a un dipolo eléctrico. ¿Qué puede usted decir de #E para esta superficie? Que se conserva el flujo, porque la cantidad de flujo eléctrico que entra en la superficie es lo misma cantidad de flujo eléctrico que sale 10. Supóngase que una superficie gaussiana no encierra carga neta alguna. ¿Requiere la ley de Gauss que E sea igual a cero para todos los puntos sobre la superficie? ¿Es cierto el recíproco de este postulado; es decir, si E es igual a cero en todas las partes de la superficie, requiere la Ley de Gauss que no exista ninguna carga neta en el interior? No, porque más bien el flujo depende de la superficie gaussiana que se tome. No del flujo. No, porque hay ocasiones en que la superficie es igual a cero, por el hecho de ser cerrada y no necesariamente el flujo es cero, depende del valor de la carga y sus líneas de fuerza, o sea la carga neta. 11. ¿Es útil la ley de Gauss para calcular el campo debido a tres cargas iguales situadas en los vértices de un triángulo equilátero? Explique 12. Una carga Q está distribuida uniformemente en un cubo de longitud a de su arista. El campo eléctrico resultante en un punto externo P, a una distancia r del centro C del cubo, ¿está dado por ? Véase la figura 20. Si no es así, ¿puede hallarse E, construyendo una superficie gaussiana cúbica “concéntrica”? Si no se puede, explique por qué. ¿Qué puede usted decir con respecto a E si r>> a? a) No porque el cubo no es una partícula b) Si c) Puede decirse que puede calculase por 13. ¿Es E necesariamente cero dentro de un globo de hule cargado, si su forma es (a) esférica o (b) alargada? Para cada forma suponga que la carga está distribuida uniformemente sobre la superficie. ¿Cómo cambiaría la situación, de ser así, si el globo tuviese una capa delgada de pintura
conductora en su superficie externa? a. SI es cero b. NO porque no tiene la facilidad que los metales de acomodarse los electrones fácilmente 14. Un globo esférico de hule contiene una carga que está uniformemente distribuida sobre su superficie. Cuando el globo estalla, ¿cómo varía E en los puntos (a) dentro del globo, (b) en la superficie del globo, y (c) fuera del globo? a. dentro del globo sigue siendo cero b. en la superficie las cargas están alineadas como si estuviesen en la superficie del globo, o sea el campo intenso. c. a una distancia considerable el campo va decreciendo 15. En la sección 29-3 hemos visto que la Ley de Coulomb puede deducirse de la Ley de Gauss. ¿Significa ello, necesariamente, que la Ley de Gauss puede deducirse de la Ley de Coulomb? No, porque utiliza otros conceptos que la Ley de Coulomb no utiliza como el flujo eléctrico y la superficie. 16. Se cumpliría la ley de Gauss si el exponente en la ley de Coulomb no fuese exactamente 2? NO, porque en la ley de Gauss, el campo depende del área de la superficie gaussiana o sea en unidades cuadradas; y para localizar la fuerza en la ley de Coulomb necesitamos el campo. 17. Un conductor hueco, aislado y grande contiene una carga positiva. A través de una pequeña abertura en la parte superior del conductor que hace descender una pequeña bola de metal que tiene una carga negativa de la misma magnitud, de manera que toque la superficie interior, y luego se retira. ¿Cuál es, entonces, la carga en (a) el conductor y (b) la bola? a. la diferencia de cargas positiva y negativa b. Se descarga 18. Podemos deducir del argumento de la sección 29-4 que los electrones en los conductores del sistema alambrado eléctrico de una casa se mueven por la superficies de dichos conductores? Si no, ¿por qué no? No, porque este argumento es válido para una distribución esférica de carga 19. En la sección 29-4 supusimos que E es igual a cero en todas partes dentro de un conductor aislado. Sin Embargo, existen ciertamente
campos eléctricos muy grandes dentro del conductor, en los puntos cercanos a los electrones o al núcleo. ¿Invalida esto la demostración de la sección 29-4? Explique No, solamente depende del tipo de gaussiana que utilicemos para el análisis, además de que la carga se deposita en la superficie del conductor. 20. ¿Requiere la ley de Gauss, como se aplicó en la sección 29-4, que todos los electrones de conducción en un conductor aislado residan en la superficie? No, porque hay restricción en el tamaño de la gaussiana y puede ser tan grande para que abarque hasta la carga que no esté en la superficie.
