Cuestionario 2 electro 1. Cuando se define el campo elctrico, Por qu es necesario especificar que la magnitud de la carga de prueba debe ser pequea(es decir, tome el limite cuando q o)?R: Para determinar la magnitud del campo elctrico, debemos colocar una carga de prueba q0en el espacio, que debe ser por conveccin positiva para que la direccin del vector campo elctrico coincida con el vector fuerza elctrica, entonces de la misma manera es necesario que esta carga se prueba sea de magnitud pequea para que no interfiera en la distribucin de carga responsable del campo elctrico.

2. Dos esferas de radio a estn separados por una distancias r >2a. Es la fuerza que acta sobre cada esfera la que da la ley de Coulomb? D una explicacin. (sugerencia: recurdelo visto en el capitulo 14 acerca dela gravitacin).R:

3. Cundo es valido aproximar una distribucin de carga a una carga puntual?R: El campo elctrico en un punto P determinado producido por una carga puntual vara con el inverso del cuadrado de la distancia y su direccin es radial, tambin es directamente proporcional a la carga neta que genera el disturbio.Si la carga de un cuerpo de tamao considerable en donde la aproximacin de carga puntual no es vlida, produce uncampo en un punto P, este puede ser calculado por integracin directa. Esto significa, que se calcula el campo producido por un diferencial de carga en el punto P.Al aplicar la frmula Coulomb, deber tomarse el radio vector partiendo del diferencial hasta el punto P. Posteriormente se integra en todo el espacio en donde hay carga

4. Es posible que exista el campo elctrico en el espacio?R: Porque el campo elctrico solo necesita de dos cosas para existir, algo que lo genere (como una carga elctrica o un campo magntico que vare con el tiempo) y espacio donde este aparezca (con espacio me refiero al escenario donde se llevan a cabo los fenmenos fsicos).

5. Explique por qu las lneas de campo elctrico no pueden hacer la forma de un lazo cerrado. R: porque las particulas poseen una carga separada y unica. En el caso electrico la carga positiva es y sera positiva, unica e INDEPENDIENTE de una carga negativa. Sus lineas son radiales .En el caso magnetico NO EXISTEN POLOS SEPARADOS, alli no se habla de cargas sino de polos. Hasta ahora se conocen dipolos magneticos y forman lazos cerrados que las lineas salen del norte al sur, debido a la inexistencia del monopolo magnetico, es decir que no esxite un polo norte aislado. NO! debe tener su polo sur.Esto lo puedes demostrar analiticamente con la ley de gauss para el caso electrico ( donde es proporcional a la carga encerrada) y al caso magnetico ley de Ampere( proporcional a la corriente )

6. Explique por qu las lneas de campo elctrico nunca se cruzan.(sugerencia: E debe tener una sola direccin en cualquier punto).R: El concepto de lnea de fuerza fue introducido por Michel Faraday el siglo XIX para representar grficamente un campo elctrico. Estas lneas se trazan de manera que en cada punto el vector E (E - intes. de camp. elect.), sea tangente a ella. las lneas de fuerzas diujan saliendo de cargas positivas y entrando a la cargas negativas; en cierto modo una linea de fuerza es la trayectioria de las seguira una carga puntual positiva dejada en libertad en el campo. Dos lneas no se cortan (chocan o cruzan)en ninguna forma , pues ello significara que en dicho punto existen direcciones para el campo elctrico

7. Un electrn y un protn libres se colocan en un campo elctrico o idntico. Compare las fuerzas elctricas que actan sobre cada partcula. Compare sus aceleraciones.R: La aceleracin del electrn ser mucho mayor (aproximadamente 10.000 veces) que la que adquiera el protn. Hay que recordar que la aceleracin y la masa son cantidadesinversamente proporcionales, y la masa del protn es aproximadamente 10.000 veces myor que la del electrn.

8. Explique qu pasa con la magnitud del campo elctrico de una carga puntual cuando r se aproxima cero.R: Si r tiende a cero, el campo tiende a infinito. Esto es por simple definicin de la divisin en los nmeros reales. Pero igual se puede apreciar con las lneas de campo. Cerca de una carga las lneas convergen, y mientras ms cerca se est de la carga hay mayor convergencia, en consecuencia si nos acercamos mucho a una carga las lneas indican que el campo crece mucho.

9. Una carga negativa se coloca en una regin del espacio donde el campo elctrico esta dirigido verticalmente hacia arriba. Cul es la direccin de la fuerza elctrica experimentada por esta carga?R: Una carga negativa siempre ser afectada por una fuerza en contra del campo negativo. Hay que tomar en cuenta que el campo se dirige siempre desde una carga positiva hacia una negativa. Por lo que si se coloco una carga negativa en el campo, ser atrada por la carga positiva que lo genera, y eso es en contra del campo

10. Una carga de 4q est a una distancia r de una carga q. Compare el nmero de lneas de campo elctrico que salen de la carga de 4q con el nmero queentra en la carga q.R: El nmero (densidad) de lneas de campo elctrico es proporcional al valor del campo. Eso quiere decir que cuanto mayor es el campo E, mayor densidad de lneas de campo habr. Por otra parte, el campo E es proporcional al valor de la carga que lo genera, Q (E = KQ/r), as que el campo generado por 4q es cuatro veces mayor que el generado por q (a una misma distancia r de la carga que lo genera), y tendr alrededor 4 veces ms lneas de campo.E1 = K4q/r ; E2 = Kq/r ==> E1 = 4E2Todo ello te da un dibujo de lneas de campo, en el que slo la cuarta parte de las lneas que salen de 4q llegan hasta q (las ms prximas a q).Si dibujas las dos cargas, y las marcas de las lneas de campo que saldrn de 4q (el tpico dibujo en forma de "sol") y de las que llegarn a q, entonces mientras en q dibujas, por ejemplo, 4 marcas alrededor, en 4q tienes que dibujar 16 (ms juntas entrre ellas). Y unes las 4 marcas de 4q ms cercanas a q, con las de q. Y el resto de las de 4q se van hacia el infinito, algo deformadas cuanto ms prximas a q.

11. En la figura. Dnde terminan la lneas extras que salen de la carga +2q ? R: solo la mitas del as lneas que salen de la carga positiva alcanza a la carga negativa. La mitad restante termina en unacarga negativa que se supone est en el infinito.

12. Considere dos cargas puntuales iguales separadas una distancia d. En qu punto (diferencia del )podra colocarse una tercera carga que no experimentara fuerza neta. R: En el punto medio del trazo que une a ambas cargas. En ese punto, dado que las cargas son iguales, el campo elctrico generado por una carga ser igual y en sentido opuesto al de la otra carga, y al sumarlos se anularn. Por lo que la fuerza elctrica, al no haber campo, ser nula.

13. Una pelota de ping pong no cargada recubierta con una placa metlica se coloca en una regin entre dos placas de metal paralelas horizontales. Si las placas son cargadas, una positiva y otra negativa , describa el movimiento de la pelota de ping pong.R:

14. Una carga puntual negativa q se coloca en un punto P cercano a un anillo cargado positivamente como se muestra en la figura del ejemplo. Si x< a, describa el movimiento de la carga puntual si se suelta desde el reposo.R:

15. Explique la diferencia entre la densidad de carga lineal, superficial y volumtrica, y de algunos ejemplos de cuando cada podra utilizarse.R:

16. Si el electrn de la figura se proyecta dentro del campo elctrico con una velocidad arbitraria V0 (con una ngulo respecto a E).R:

17. Si un objeto metlico recibe una carga positiva, esto incrementa, decrementa o deja igual su masa?Qu pasa con la masa del objeto si este recibe una carga negativa?R:

18. Se tiene reportes de que en algunos casos personas que estaba cerca de donde cay un relmpago fueron despojados de sus ropas. Explique por qu podra suceder esto.R:

19. Por qu debe ser conectado un alambrea tierra desde la base metlica de la antena de un televisin?R:

20. Tiene los ocupantes de una casa que se construy con marco de acero mayor seguridad que los de una casa con marco de madera durante una tormenta elctrica o viceversa? D una explicacinR:

21. Una hojuela de aluminio se suspende de una barra de madera. Cuando una barra con carga positiva se acerca a la hoja, las dos partes de la hoja se separan. Por qu?Qu tipo de carga tiene la hoja?R:

22. Por qu es mas difcil cargar un objeto por friccin en un da hmedo que en un da seco?R: La carga elctrica por frotamiento se da cuando el exceso de carga de un objeto cargado se pone cerca de otro objeto con un exceso de carga pero con lapolaridadopuesta. El trmino electricidad esttica se refiere a la acumulacin de un exceso decarga elctrica en una zona con pocaconductividad elctrica,unaislante, de manera que la acumulacin de carga persiste, debido a que el agua es un elemento conductor, al estar el ambiente hmedo se vuelve un ambiente poco aislante debido a que el exceso de carga se transmite con mayor facilidad a tierra y por lo tanto al no ser un buen aislante la acumulacin de carga es poco persistente.

23. Cmo se podra distinguir experimentalmente un campo elctrico de uno gravitacional?R: 1.- El campo gravitatorio es universal; existe para todos los cuerpos. El campo elctrico slo existe cuando los cuerpos estn cargados de electricidad.2.- El campo gravitatorio es siempre de atraccin, mientras que el campo elctrico puede ser de atraccin (cargas de diferente signo) o de repulsin (cargas de igual signo).3.- La constante elctrica K viene a ser (10exp20) veces mayor que la constante gravitatoria G. Lo que indica que el campo gravitatorio es muy dbil comparado con el campo elctrico.4.- Una masa, siempre crea un campo gravitatorio. Una carga elctrica en movimiento adems del campo elctrico crea tambin un campo magntico.La unidad de carga elctrica en el S.I. el culombio. Unculombioes la carga que pasa por la seccin transversal de un conductor en un segundo cuando la intensidad de la corriente es un amperio.