examen

PROBLEMAS DE CAMPO ELÉCTRICO

            1. Calcular la fuerza eléctrica que ejercen dos cargas puntuales q₁=5.10^{-4C y q}₂=7.10^{-4C, sobre una tercera q}₃=2.10^{-10C que se encuentra situada entre las cargas, en la recta que une ambas y a una distancia de 1mm y 2mm de ellas respectivamente.}

Sol: 585N.

            2. Dado un campo eléctrico uniforme de intensidad 10⁴N/C y dirigido hacia arriba:

a) calcular la fuerza ejercida por este campo sobre un electrón.

b) comparar dicha fuerza con el peso del electrón.

c) tiempo que tardará en recorrer 1 cm así como la velocidad y energía adquirida en dicho tiempo suponiendo que parte del reposo. q_e=-1.6.10^{-19C  y m}_e=9.1.10^-31kg.

Sol: F=1.6.10^-15N  P=89.18.10^-31N  t=3.37.10^-9s  v=59.3.10⁵m/s  E_c =1.6.10^-17J.

            3.  Dos cargas eléctricas de valores q y 4q están separadas por una distancia d. Hallar el punto en que el campo eléctrico resultante sea 0.

Sol: d/3.

            4. Determinar el vector intensidad de campo que aparece en el punto (0,0) creado por cargas de -2μC y 4μC situadas en los puntos (1,0) y (0,1).

Sol: 4472N/C.

            5. Se tienen dos cargas puntuales de 2μC y -5μC colocadas a una distancia de 10 cm. Calcúlese el campo y el potencial a 20cm de la carga positiva.

Sol: E=50000N/C   V=-60000V.

                         A   ……….20cm         2μC      10cm     -5μC

Dos campos de sentido contrario en  A    Hacia la derecha   E=KQ/r2 = 450000N/C

                                                                    Hacia la izquierda  E= K.Q´/r2= 500000N/C

                                                                   En total 50000N/C hacia la izquierda

Dos potenciales en A   V=KQ/r = +180000 Voltios     V= KQ´/r = - 120000V     en total V=-60000V

            6. Tenemos dos cargas de 9.10^{-9C y -3.10-11C que están separadas una distancia de 60 cm. calcular el punto de las recta que las une en que el potencial es nulo.}

Sol: 0.62m.

                                 
9.10^{-9C                        60cm}                      -3.10-11C               El punto está situado a x de la primera carga.

La primera carga crea un potencial V=KQ/r = 18/x     la segunda crea un potencial  V= -0,27/(0,6-x)
Si queremos que el potencial sea 0  18/x   -0,27/(0,6-x) = 0    18.(0,6-x) =0,27x  10,8=18,27x    x=0,575m

Un punto muy cercano a la segunda carga ya que es mucho más pequeña.

            7. En cada uno de los vértices de la base de un triángulo equilátero de 3m de lado hay una carga de 10μC. calcular el campo eléctrico y el potencial creados en el tercer vértice. Calcular el campo eléctrico y el potencial en el centro del triángulo. ¿Una carga positiva se moverá del centro al vértice o viceversa?.

Sol: E=17400N/C  V=60000Voltios  E=30000N/C V=103000V  Del centro hacia afuera.

            8. Una esfera cargada produce a una distancia d un campo 150N/C y de potencial 450. Calcular la carga y la distancia.

Sol. d=3m  Q=1500μC.

            9. Una carga positiva de 6μC se encuentra en el origen de coordenadas.

a) ¿Cual es el potencial a una distancia de 4m?.

b)¿Que trabajo tenemos que hacer para traer otra carga positiva de 2μC desde el infinito a esa distancia?.

c) Energía potencial de esa carga en dicha posición.

Sol: V=13500V  T=0.027Julios  E_p=0.027Julios.

            10. Se tiene una carga positiva de 0.01 C en el origen de coordenadas. Calcularlos potenciales que crea en los puntos A(-2,4) y B(4,5).

Trabajo realizado el trasladar una carga de 10^{-4C desde A hasta B.}

Sol: 2.10⁷ y 1.4.10⁷ V   T=600 Julios.