Lección 3 - Física C - MONTERO CARPIO EDUARDO EFRAIN - 2012 - Término 1
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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS III TÉRMINO 2010-2011 FÍSICA C LECCIÓN # 3 Nombre: ___________________________________________ PROBLEMA 1 (5 PUNTOS) Explique cuál es el vector que mejor representa la dirección del campo eléctrico en el punto P en la línea equipotencial de 200 V de la figura. El vector 4 porque es perpendicular a la superficie equipotencial y apunta en la dirección en la que decrece el potencial eléctrico. PROBLEMA 2 (5 PUNTOS) Dos cargas puntuales, +Q y -Q (igual en magnitud pero opuestas en signo) se fijan a una distancia a desde el origen sobre el eje de las x. El punto B se localiza a una distancia b desde el origen sobre el eje de las y, y un punto C localizado a una distancia c a la derecha de la carga +Q. Ahora, una carga, q 3 = +1 μC, es traída desde el infinito y colocada en el punto B. La energía potencial eléctrica del conjunto de cargas: a) se incrementa b) no cambia c) disminuye Explique su elección El potencial producido por las dos cargas iniciales producen un potencial cero en el punto B, por lo que no se requiere de ningún trabajo para llevar una carga a ese punto. Por lo tanto, la energía potencial del sistema no se altera.
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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS
III TÉRMINO 2010-2011 FÍSICA C
LECCIÓN # 3 Nombre: ___________________________________________ PROBLEMA 1 (5 PUNTOS) Explique cuál es el vector que mejor representa la
dirección del campo eléctrico en el punto P en la línea
equipotencial de 200 V de la figura.
El vector 4 porque es perpendicular a la superficie
equipotencial y apunta en la dirección en la que decrece
el potencial eléctrico.
PROBLEMA 2 (5 PUNTOS) Dos cargas puntuales, +Q y −Q (igual en magnitud pero opuestas en signo) se fijan a una distancia a desde el origen sobre el eje de las x. El punto B se localiza a una distancia b desde el origen sobre el eje de las y, y un punto C localizado a una distancia c a la derecha de la carga +Q. Ahora, una carga, q3 = +1 µC, es traída desde el infinito y colocada en el punto B. La energía potencial eléctrica del conjunto de cargas: a) se incrementa b) no cambia c) disminuye Explique su elección El potencial producido por las dos cargas iniciales producen un potencial cero en el punto B, por lo que no se requiere de ningún trabajo para llevar una carga a ese punto. Por lo tanto, la energía potencial del sistema no se altera.
PROBLEMA 3 (10 PUNTOS) Para la información del problema anterior. Ahora una cuarta carga, q4 = +2 µC, es colocada en el punto C. Suponga que la carga q4 es liberada desde el reposo, mientras las otras tres cargas se mantienen fijas. Conociendo que el valor de la masa de la carga q4 es m4 = 0.1 kg, encuentre la rapidez, v∞, de q4 después que esta se encuentra muy alejada de las otras cargas (en el infinito).
PROBLEMA 4 (10 PUNTOS) Un cilindro sólido de material aislante, concéntrico con el eje de las y, tiene una carga neta q = 50 µC sobre una longitud L = 5 m, y distribuida uniformemente a través de todo su volumen desde r = 0 hasta r = r0 = 2 cm. La longitud del cilindro L >> r0 de tal forma que puede considerarse infinitamente largo. Nota: El diagrama no está dibujado a escala. a) ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico E a r = r0? (5 puntos)
b) Calcule la diferencia de potencial eléctrico entre los radios r = 1.5 cm y el centro del
cilindro (radio r = 0). (5 puntos)
