SEMINARIO VII

ELESTROSTATICA

6. Dos pequeñas esferas están cargadas positivamente y la carga combinada es 5x10-5 C ¿Cómo está distribuida la carga total en las esferas, si la fuerza repulsiva entre ellas es de 1,5N cuando las esferas están separadas a 2,2m?

7. De un punto del techo cuelgan dos hilos inextensibles y sin masa de 87,0cm de longitud cada uno en cuyos extremos hay dos esferas de 3g cada una, con la misma carga eléctrica. Debido a la repulsión eléctrica, las masas se separan hasta que sus hilos forman entre si un ángulo de 60 8. Calcular el valor de la carga de cada esfera.

8. Sean las cargas q1(-2C), q2(-5C), q3(3C) (entre paréntesis se indica la magnitud de sus cargas) situadas respectivamente en los `puntos (2, -3, 1), (-2, 0, 3) y (2, 2, -1) mm. ¿Cuál es la fuerza total que las cargas q2 y q3 ejercen sobre la carga q1?

9. En una región del espacio existe un campo gravitatorio uniforme, vertical y dirigido hacia debajo de intensidad g = 9,81 m/s2.tambien existe un campo eléctrico uniforme de intensidad 2,50x105N/C. En un punto de esa región se sitúa una gota de aceite de 4,67x10-3Kg de masa y con carga neta negativa, permaneciendo en reposo en dicho punto.

a. representar los campos gravitatorio y eléctrico.

b. calcular la carga de la gota.

c. la magnitud de la fuerza electrostática que se ejerce sobre la gota.

10. para la distribución de cargas puntuales Q1(0,0,0)cm, Q2(0,2,-2)cm, Q3(3,3,3)cm; determine el campo eléctrico en el punto P0(0,3,1) y grafique el vector resultante. Datos: Q1= 10-9, Q2= 2.10-9, Q3 = -2.10-9C.

11. una bola de caucho pequeña de 2,0g esta suspendida de una cuerda larga de 20cm en un campo eléctrico uniforme. Si la bola esta en equilibrio cuando la cuerda forma un ángulo de 15 8 con la vertical. ¿cuál es la carga neta en la bola?

12. un sistema de 3 cargas puntuales de 2nC, 4nC y -6nC se sitúan respectivamente en los puntos (-1,0) m, (0,-1) m y (2,0) m. El medio es el vacío. Calcular:

a. el vector intensidad de campo eléctrico, debido al sistema de tres cargas, en el punto A(1,0) m.

b. el modulo de la fuerza que ejerce el sistema de las tres cargas sobre una carga de 3nC que se coloca en el punto A.

SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

1. un gas tiene el siguiente comportamiento en un proceso poliprótico: P = r.V1,28

V(L) 1,9 7 14 38 52

P(atm) 7,1 31,5 73,8 328,5 355

Determine el valor de “r” y determinar la presión cuando el volumen es 85L, según el modelo matemático e indique gráficamente.

2. el cloruro de sodio (NaCl. Sal común) se compone de iones sodio positivo (Na+) e iones cloruro negativo (Cl-). Si una carga puntual con la misma carga y masa que todos los iones Na+ de 0,100 mol de NaCl, esta a 2,00cm de una carga puntual; con la misma carga y masa que todos los iones Cl-, ¿cuál es la magnitud de la fuerza de atracción entre estas dos cargas puntuales ?

NaCl

11Na+ 17Cl-

10e- 18e-

F = K.QNa+.QCl

- / d2

Hallando QNa+ y QCl

-:

QNa+ = 0,1mol x

6.0231mol .1023atomos x 10e−

¿1atm

¿ x 1.61e−¿¿ x10-19C

QNa+ = 96368 C

QCl- = 0,1mol x

6.0231mol .1023atomos x 10e−

¿1atm

¿ x 1.61e−¿¿ x10-19C

QCl- = 173462,4 C

F = 9x109N.m2 x 96368 C x 173462,4 C /(2x10-2m)2

C2

F = 3,76115x1023 N

3. dos pequeñas esferas conductoras de 1g y radio despreciable se hallan suspendidas, desde un mismo punto, por dos hilos de 20cm de longitud. Inicialmente se hallan en contacto, siendo Q la carga total de las esferas. Se observa que si se separan las esferas de 5cm se mantienes en reposo. Calcular la carga Q que inicialmente tenían las esferas.

20cm

TY T

20cm FR θ TX=Fa

5cm W = mg

Senθ = TyT

Cosθ = TxT

Tanθ = TyTx

Θ = 82,82 8

FR = Fa = TX

TY = W = 1x10-3x9,81N

Tx = 9,81x10-3/ tan(82,82 8)

Tx = 1,234x10-3N = FR = K.Q2/d2

Q = 18,5nC

4. un electrón que lleva una velocidad constante V0 = 2x106m/s penetra en una región donde existe un campo eléctrico uniforme y constante. Si el campo vale 400N/C y es normal a la velocidad V0 hallar (despreciando la fuerza gravitatoria):

a) el diagrama de fuerzas que actúan sobre el electrón.

E = F/qe = 400N/C Fe

FX V0 = 2x106m/s

W =mg

b) La aceleración del electrón en el campo.

FE = 400NC x1,6x10-19C

FE = 6,4x10-17Nm.a = FE

9,1x10-31xa = 6,4x10-17Na = 7,033x1013m/s2

c) Calcular la trayectoria.

V0X = xt t =

xVox V0X

y = V0Y.t + 12.a.t2

y = 0 + ½.a.(x/Vox)2 V0Y

y = ½.7,033.(x/2x106)2 y

y = 8,791X2 x V0X

θ

Vfy

d) Determinar la distancia que recorre en 10ns y su desviación respecto a la dirección de V0.

t=10x10-9sx = t.vx = 10x10-9s(2x106 m/s)x = 2x10-2m

tanθ = VfyVox

tanθ = 19,37 8

5. se coloca dos cargas cuyas magnitudes son : -6,2 y +2,8uC, cuyas coordenadas son (2,0,4) y (-3,-3,-3) cm respectivamente. Determine el campo eléctrico y la fuerza que ejercen estas dos cargas sobre una carga puntual (qp = +3,2uC) que se encuentra en el origen de las coordenadas en forma vertical y escalar en Newton.