UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS Curso de Física II para Ingenierías
Taller No 1 Problema 1. Dos cargas q1 y q2 cuando se combinan dan una carga total de 6,00 μC . Cuando están separadas una distancia de 3,00m la fuerza ejercida por una carga sobre la otra tiene magnitud de 8,0mN. Hallar el valor de q1 y q2 si (a) ambas cargas son positivas y (b) una de ellas es positiva y la otra negativa. Problema 2. Cuatro cargas del mismo valor q (2 positivas y 2 negativas) están dispuestas en los vértices de un cuadrado de longitud L, y se disponen de tal manera que, cargas de igual signo se ubican en vértices opuestos por la diagonal del cuadrado. cuad rado. (a) Hallar el valor y dirección direcció n de la fuerza ejercida sobre s obre una de las cargas negativas. (b) Demostrar que el campo eléctrico debido a las cuatro cargas en el punto medio de uno de los lados del cuadrado, está dirigido a lo largo de dicho lado y en dirección hacia la carga negativa. (c) Calcule el valor de dicho campo. Problema 3. Un conductor cilíndrico de longitud infinita tiene un radio R y densidad superficial de carga uniforme σ. En términos de σ. ( a) ¿cuál es la magnitud del campo eléctrico producido por el cilindro con carga a una distancia r>R de su eje?. Problema 4. Tres cargas, +q, +2q y +4q, están conectadas por cuerdas del modo indicado en la figura. Determinar las tensiones T 1 y T 2
Problema 5. Tres cargas se colocan como se ilustra en la figura. La magnitud de q1 es 2,00mC , pero no se conocen su signo ni el valor de la carga q2. La carga q3 es de $14.00mC , y la fuerza neta sobre q3 está como se observa en la figura. a)Realice un diagrama sobre la carga q3 donde muestre la dirección y sentido de las fuerzas F1 y F2. ¿Qué signos deben tener las cargas q1 y q2? b) Calcule la magnitud de q2. c) Determine F, la magnitud de la fuerza neta sobre q3.
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Problema 6. Una carga positiva Q está distribuida de manera uniforme sobre cada uno de los volúmenes esféricos con radio R. Una esfera de carga está centrada en el origen, y la otra en x=2R (ver figura). Encuentre la magnitud y dirección del campo eléctrico neto debido a esta dos distribuciones de carga en los siguientes puntos sobre el eje x: a) x=0; b) x=R/2; c) x=R; d) x=3R.
Problema 7. Una carga positiva Q está distribuida de manera uniforme a la largo del eje x, de x=0 a x=a. Una carga puntual positiva q se localiza en la parte positiva del eje x, en x=a+r , una distancia r a la derecha del final de Q (figura). (a) calcule las componentes x y y del campo eléctrico producido por la distribución de carga Q en puntos sobre el eje x positivo, donde x>a. (b) Calcule la fuerza (magnitud y dirección) que la distribución de carga Q ejerce sobre q. (c) Demuestre que si r>>a, la magnitud de la fuerza en el inciso (b) es aproximadamente la producida por una carga puntual Q. Explique cómo se obtiene este resultado. Problema 8. Dos pequeñas esferas de masa m están suspendidas de un punto en común mediante cuerdas de longitud L. Cuando cada una de las esferas tiene una carga q, cada cuerda forma un ángulo θ con la vertical como indica la figura. (a) Demostrar que la
carga q viene dada por la expresión = 2 ()√ (⁄)donde k es la constante eléctrica. (b) Determinar el valor de q si m=10g, L=50cm y θ=10°.
Problema 9. Dos cargas positivas iguales Q se encuentran sobre el eje x en x=a/2 y x=-a/2. (a) Obtener una expresión para el campo eléctrico sobre el eje y en función de y. (b) Una esfera pequeña de masa m, y cara q, se mueve sobre el eje y. Determinar la magnitud de la fuerza que actuá sobre la carga q en función de y; determinar el signo de q para que la fuerza eléctrica apunte siempre alejándose del origen. Resolver los siguientes problemas de capítulo 21 del libro Sears – Zemansky 13ed Volumen 2: 42; 47; 50; 98; 99, 104.
