PROBLEMAS CAM 25 (ELECTRICIDAD) -3
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1. Dada la disposición de cargas de la figura, donde q1=10 C, q2=-50x10 C y -3 q3=0.20x10 C, y AC=1.2m, q2 B BC=0.50m, hallar la fuerza resultante sobre la carga q3. F2 (Dato: constante de Coulomb F 9 2 2 r2 K=8.99x10 Nm /C ) q1
Solución: F = 1.25 ⋅103 iˆ + 360 ⋅103 jˆ N
2. Determinar el campo eléctrico producido por las cargas q1 y q2 en el punto C de la figura. Los valores de las cargas y las distancias son los del problema anterior. Solución: E = 6.24 ⋅10 6 iˆ + 1798 ⋅10 6 jˆ N / C
r1
A
q3 C
q2
F1
B E2
r2
E
q1 A
r1
q3 C
E1
3. Tres cargas puntuales están en el eje x; q1=-6.0µC está en x=-3.0m, q2=4.0µC está en el origen y q3=-6.0µC está en x=3.0m. Hallar la fuerza ejercida sobre q1. Solución: F = 14.98 ⋅10 −3 iˆ N 4. Dos cargas iguales de 3.0µC están sobre el eje y, una en el origen y la otra en y=6m. Una tercera carga q3=3.0µC está en el eje x en x=8m. Hallar la fuerza ejercida sobre q3. Solución: F = 1911.5 ⋅ 10 −6 iˆ − 485.5 ⋅ 10 −6 jˆ N 5. Una carga de -5.0µC está sobre el eje y en y=-3cm y una segunda carga de 5µC se encuentra sobre el eje y en y=3cm. Determinar la fuerza ejercida sobre una carga de 2µC situada sobre el eje x en x=8cm. 6 Solución: F = −923.6 ⋅10 − jˆ N 6. Una carga de 4.0µC está en el origen. ¿Cuál es el valor y dirección del campo eléctrico sobre el eje x en a)x=6m y b)x=-10m Solución: a) E = 5993iˆ N / C b) E = −3596iˆ N / C 7. Dos cargas iguales positivas de valor q1=q2=6.0nC están sobre el eje y en puntos y1=+3cm e y2=-3cm. A) ¿Cuál es el valor y dirección del campo eléctrico sobre el eje x en x=4cm? B) ¿Cuál es la fuerza ejercida sobre una tercera carga q0=2nC situada en el punto x=4cm? Solución: a) E = 4.31iˆ N / C b) F = 8.63 ⋅10−9 iˆ N 8. Una carga positiva de valor 2µC 2µ C está en el origen. ori gen. ¿Cuál es el potencial eléctrico V en un punto a 4m del origen? Solución: V = 4495V
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9. Cuatro cargas puntuales de 2µC se encuentran situadas en los vértices de un cuadrado de 4m de lado. Calcular el potencial en el centro del cuadrado si a) todas las cargas son positivas, b) tres de las cargas son positivas y la otra negativa y c) dos son positivas y las otras dos negativas. Solución: a) V = 25.43kV b) V = 12.71kV c) V = 0V 10. Tres cargas puntuales están en el eje x: q1 en el origen, q2 en x=3m y q3 en x=6m. Calcular el potencial en el punto (x=0m, y=3m) si a) q1=q2=q3=2µC, b) q1=q2=2µC y q3=-2µC y c) q1=q3=2µC y q2=-2µC. Solución: a) V = 12.91kV b) V = 7.55kV c) V = 4.43kV 11. En el circuito de la figura, f igura, determinar a) la resistencia r esistencia equivalente b) la corriente en la batería c) la diferencia de potencial en los extremos de cada resistencia d) la corriente en cada resistencia Solución: a) Req=120Ω, b) I=0.2A, c) V20Ω=4V, V10Ω=8V, V60Ω=V120Ω=8V, d) I20Ω= I10Ω=0.2A, I60Ω=0.13A, I120Ω=0.07A 12. En el circuito de la figura, f igura, determinar a) la resistencia r esistencia equivalente b) la corriente en la batería c) la diferencia de potencial en los extremos de cada resistencia d) la corriente en cada resistencia Solución: a) Req=30Ω, b) I=0.6A, c) V20Ω=12V, V60Ω=V30Ω=V20Ω=6V, d) I 20Ω= 0.6A, I60Ω=0.1A, I30Ω=0.2A, I60Ω=0.3A
2O 6O
12O
14V
1O
2O 6O
3O
18V
13. En el circuito de la figura, f igura, determinar: a) La resistencia equivalente b) La corriente que circula en cada una de las resistencias del circuito c) La potencia que suministra la fuente d) La potencia que disipa cada una de las resistencias Solución: a) Req=5Ω, b) I2Ω= 2A, I4Ω=1.5A, I12Ω=0.5A, c) P=20W, d) P 2Ω=8W, P4Ω=9W, P12Ω=3W
2O
