_____________________________ Departamento Académico de Ciencias Exactas
Física II
Seminario de la Semana 1 1. Tres cargas cargas puntuales puntuales están ordenadas a lo largo del eje de las x. La carga q 1 = +3, +3,50 50 μC est está á en el origen y la carga q 2 = – 4,50 μC está en x = 0,300 m. La carga es de q 3 = – 6,00 μC. ¿Dónde está situada q3 si la fuerza neta sobre q 1 es 0,600 N en la dirección + x? 2. Cons Consid ider ere e tres tres carg cargas as punt puntua uale les s loca localiz lizad adas as en las las esqu esquina inas s de un triangulo recto, como se muestra en al figura, q1 = q3 = 5,00 μc, q2 = -2,00 cargas as dista distan n entr entre e sí μc, las tres carg 0,100 0,100 metros metros.. Encuent Encuentre re la fuerza fuerza resultante ejercida sobre q3.
colocan cuatro cargas eléctricas eléctricas 3. Se colocan idén idénti tica cas s en las las esqu esquin inas as de un cuadrado cuyos lados miden L. a) En un diagrama de cuerpo libre, muestre todas las fuerzas que actúen sobre una de las cargas. b) Encuentre la magnitud y la dirección de la fuerza total ejercida sobre una carga por las otras tres cargas.
4. Dos esferas pequeñas con masa m =15.g cuelgan de hilos de seda con longitud L= 1,20 m desde un punto común (observe la figura ). Cuando se les proporciona cantidades iguales de carga negativa, de modo que q1 = q2= q, cada hilo cuelga formando un ángu ángulo lo de 25,0 25,0°° resp respec ecto to a la vertical.
a) Elabore un diagrama que muestre las fuerzas sobre cada esfera. Trate las esferas como cargas puntuales. b) Encuentre la magnitud de q.
5. Si se tiene una esfera dieléctrica de radio R con una densidad de carga volumétrica 3 donde A es con constan stante te.. ρ = A [C/m ]; don Calcu Calcule le la carg carga a tota totall ence encerr rrad ada a en la esfera. 6. Una esfera esfera maciza maciza,, no conduc conductor tora, a, de radio a, con una cavidad esférica de radio b, como se muestra en la figura, tiene una distrib distribuci ución ón de carga carga volumé volumétric trica a A ρ = 3 donde A es una constante. Calcule r la carga que se encuentra en la esfera.
7. Se tiene una línea de carga de longitud L con una densidad lineal de carga constante λ , y una carga puntual Q a una distancia distancia a sobre la mediatriz, tal como muestra la Fig. Determine la fuerza resultante sobre la partícula.
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8. Una carga positiva Q está distribuida de manera uniforme alrededor de un semicírculo de radio R = 60,0 cm. La carg carga a por por unida unidad d de long longitu itud d está está descrita descrita por λ = λ 0 cosθ . La carga carga tota totall del del semi semicí círc rcul ulo o es 12,0 2,0 μc. Calcule la fuerza total sobre la carga de 3,00 μc ubicado en el centro de la curvatura.
cargas puntuales puntuales iguales iguales q se 9. Tres cargas encuentran sobre los vértices de un triángulo equilátero. ¿Cuál es el valor de la carga puntual q ' se coloca en el cent centro ro del del triá triáng ngul ulo, o, para para que que la fuerza que actúe sobre cada carga sea nula?
11. Dos esferas metálicas cuelgan de hilos de nylon. Cuando acerca las esferas una a la otra, éstas tienden a atraerse. Basándose exclu exclusiv sivam amen ente te en esta esta infor informa maci ción ón,, dete determ rmine ine toda todas s las posib posibili ilida dade des s de carg carga a de las las esfe esfera ras. s. ¿Es ¿Es posib posible le que que después de haberse puesto en contacto las esferas permanezcan unidas? 12. Hallar x en los siguientes procesos: a)
2
H + 2H
b)
2
H
+
2
H
→
→
x
H+p
x
He+ n
13. ¿Qué masa debería tener el protón, para que la fuerza de atracción gravitacional entre entre dos proton protones es en repos reposo o coincid coincida a con con la fuer fuerza za de repu repuls lsió ión n eléc eléctr tric ica? a? ¿Cuál es la relación de esta masa con la masa real del protón? 14. Dos cargas, una de 2,50 µC y la otra de – 3,50 µC, están ubicadas en el eje x; una en el origen y la otra en x = 0,600 m, como se muestra sen la figura. Halle la posición (x) en que la fuerza neta sobre la carga +q es igual a cero. + 2,5 ,50 µC
-3,50 µC
0
0,600m
10.Cin 0.Cinco co carg carga as igu iguale ales Q+ está están n igualmente espaciadas en un semicírculo de radio R como se indica en la figu figura ra.. Dete Determ rmin ine e la fuer fuerza za eléc eléctr tric ica a resu resulta ltant nte e que que se ejer ejerce ce sobre una carga q localizada en el centro del semicírculo. Q
y
Q R Q
q
Q
x
2 Q
