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Física II
Seminario de la Semana 2 Camp Campo o eléc eléctr tric ico o de una una carg carga a punt puntua ual. l. Cálculo del campo eléctrico: producido por cargas puntuales y cargas continuas. Líneas del campo eléctrico.
1. Dos cargas puntuales Q1 = + 125 μC y Q2 = - 418 μC se fijan sobre el plano XY en las posiciones (- 2,20 cm; 4,18 ,18 cm) y (8,25 cm; 6,13 cm) respectivamente. Determine: a) La fuerza que experimenta una tercera carga q = - 1,25 μC cuando se coloque en el origen de coordenadas. b) El módul módulo o del campo campo eléctri eléctrico co en en el origen de coordenadas. cargas puntuales están 2. Dos separadas por 25,0 cm (observe la figura). Encuentre el campo eléctrico neto que producen tales cargas en a) el punto A y b) en el punto B. c) ¿Cuál Cuále es serí serían an la magn magnit itu ud y la dirección de la fuerza eléctrica que pro produci ducirí ría a esta esta com combina binaci ció ón de cargas sobre un protón situado en el punto A?
4. Dos plac lacas para parallelas las car cargadas, de longitud L, separadas por una distancia D, gene genera ran n un cam campo eléc eléctr tric ico o E, tal tal como como se mues muestr tra a en la figu figura ra.. Si una una partícula de masa m y carga q ingresa por por el punt punto o medio dio entre ntre las las pla placas cas determine: a) la velocidad velocidad v o (en función de q, m, D y L) con que debe de ingresar la partícula para que pueda sali salirr por por A (que (que dist dista a D/4 D/4 del del eje) eje).. Considere que no actúa la gravedad sobre la partícula. b) las co componentes ho horizontal y vertical de la velocidad de partícula en A. c) la ve velocidad de de la la pa partícula (módulo y dirección) en A.
3. Una Una pequ pequeñ eña a esfe esfera ra de plás plásti tico co de 2,00 g está suspendida por medio de un cordel de 20,0 cm de largo en un campo campo eléctr eléctrico ico uniform uniforme, e, como como se muestra en la figura. Si la esfera está en equilibrio cuando el cordel forma un ángulo de 15,0° con la vertical, ¿cuál es la carga de la esfera?
5. Un protón se mueve en forma horizontal haci hacia a la dere derech cha a a 4,50×106 m/ s . a) Encuentre la magnitud y la dirección del campo eléctrico más débil que lleve al protón uniformemente al reposo en una distancia de 3,20 centímetros. b) ¿Cuánto tiempo le llevaría al protón p rotón detenerse una vez que entrara al campo eléctrico? c) ¿Cuál es el campo mínimo (magnitud y
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Física II direcció dirección) n) que sería sería necesa necesario rio para para detener un electrón en las condiciones del inciso a)? 6. tre tres carg carga as posi positi tiv vas igua iguale les s q se ubican en la esquina de un triángulo equi equilá láte tero ro de lado lado a tal tal como como se muestra en la figura.
a) ¿en qué punto en el plano de las cargas (aparte de ∞ ) el campo eléctrico es cero?
8. Una varilla de longitud L y densidad de carga constante + λ se coloca sobre el eje X, entre las posiciones x = 0 hasta x = L. Determine: a) El módulo del campo eléctrico en un punto del eje x, tal que x > L. b) El módulo de la fuerza eléctrica que la varilla ejerce sobre una carga puntual qo ubicada en x = 2L.
la dirección y b) Determine magnitud del campo eléctrico en el punto P debido a las dos cargas en la base (Sears 21.94) 21.94) La carga positiva Q está 9. (Sears distribuida distribuida uniformem uniformemente ente alrededor alrededor de un semicírculo de radio a. halle el campo eléctr eléctric ico o (mag (magnit nitud ud y direc direcció ción) n) en el centro de la curvatura P.
7. Opera peraci ció ón de una una impr impres eso ora de inyección de tinta. En una impresora de inyección de tinta, las letras se form forman an roci rocian ando do tinta tinta en el pape papell mediante una boquilla en movi movimi mien ento to rápi rápido do.. Las Las gota gotas s de tinta, que tienen una masa de 1,4 x 10-8 g cada una, salen de la boquilla y viaj viajan an hacia hacia el pape papell a 20 m/s, m/s, pasando a través de una unidad de carga que da a cada gota una carga q positiva al quitarle algunos de sus electrones. Las gotas pasan después entr entre e placa placas s defle deflect ctor oras as para parale lela las s de 2.0 cm de largo, donde hay un campo campo eléctrico eléctrico vertical y uniforme uniforme 4 con magnitud de 8,0 x 10 N/C. Si una gota se debe desviar 0,30 mm en el momento que alcance el extrem extremo o de las placas placas deflect deflectora oras, s, ¿qué ¿qué magn magnit itud ud de carg carga a se tiene tiene que dar a la gota?
10. (Sears 21.102) Un disco delgado con un aguj agujer ero o circu circula larr en el cent centro ro,, llama llamado do corona circular, tiene un radio interior R 1 y un radio exterior R2 (ver figura). El disco tiene una densidad superficial de carga uniforme y positiva s en su superficie. a) Determine la carga eléctrica total en la corona circular. b) La corona circular se encuentra en el plano yz, con su centro en el origen. Para un punto arbitrario en el eje x (el (el eje de la coro corona na circul circular ar), ), encuentre la magnitud y la dirección del campo eléctrico Considere puntos arriba y abajo de la corona circular en la figura. c) Demuestre que en puntos sobre el eje x que estén estén suficie suficiente ntemen mente te cerca cerca del origen, la magnitud del campo eléctrico es aprox aproxima imadam damen ente te propor proporcio ciona nall a la
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