Física

Dos cargas puntuales q ₁ = – 4 C y q ₂ =2 C se encuentran en los puntos (0,0) y (1 , 0) m, respectivamente.

a) Determine el valor del campo eléctrico en el punto (O, 3) m.

b) Razone qué trabajo hay que realizar para trasladar una carga q₃ = 5 C desde el infinito hasta el punto (0, 3) m e interprete el signo del resultado.

K – 9•10⁹ N m²C^-2

a) Energía potencial electrostática de una carga en presencia de otra Razone si la energía potencial electrostática de una carga q aumenta o disminuye al pasar de un punto A a otro B, siendo el potencial en A menor que en B.

b) El punto A está más alejado que el B de la carga Q que crea el campo .Razone si la carga Q es positiva o negativa.

Solución apartado a)  i) : Mirar la entrada correspondiente de teoría aquí.

Considere dos cargas eléctricas puntuales q₁ = 2.10 ^-6 C y q₂= – 4.10 ^-6 C separadas 0,1 m.

a) Determine el valor del campo eléctrico en el punto medio del segmento que une ambas cargas. ¿Puede ser nulo el campo en algún punto de la recta que las une? Conteste razonadamente con ayuda de esquema.

b) Razone si es posible que el potencial eléctrico se anule en algún punto de dicha recta y, en su caso, calcule la distancia de ese punto a las cargas.

K= 9.10 ⁹ Nm²C ^-2

Una bolita de 1 g, cargada con +5.10 ^-6 C, pende de un hilo que forma 60⁰ con la vertical en una región en la que existe un eléctrico uniforme en dirección horizontal.

a) Explique con ayuda de un esquema qué fuerzas actúan sobre la bolita y calcule el valor del campo eléctrico.

b) Razone qué cambios experimentaría la situación de la bolita si: i) se duplicara el campo eléctrico; ii) se duplicara la masa de la bolita.

Razone las respuestas a las siguientes preguntas:

a) Una carga negativa se mueve en la dirección y sentido de un campo eléctrico uniforme. ¿Aumenta o disminuye el potencial eléctrico en la posición de la carga? ¿Aumenta o disminuye su energía potencial?

b) ¿Cómo diferirían las respuestas del apartado anterior si se tratara de una carga positiva?

Otra resolución:

Dos pequeñas bolitas, de 20 g cada una, están sujetas por hilos de 2,0 m de longitud suspendidas de un punto común. Cuando ambas se cargan con la misma carga eléctrica, los hilos se separan hasta formar un ángulo de 15º. Suponga que se encuentran en el vacío, próximas a la superficie de la Tierra:

a) Calcule la carga eléctrica comunicada a cada bolita.

b) Se duplica la carga eléctrica de la bolita de la derecha. Dibuje en un esquema las dos situaciones (antes y después de duplicar la carga de una de las bolitas) e indique todas las fuerzas que actúan sobre ambas bolitas en la nueva situación de equilibrio.

K= 9 ·10 ⁹ N m ² C ^-2 ; g = 10 m s ^-2

Una partícula de masa m y carga -10 ^-6 C se encuentra en reposo al estar sometida al campo gravitatorio terrestre y a un campo eléctrico uniforme E = 100 N C ^-1 de la misma dirección.

a) Haga un esquema de las fuerzas que actúan sobre la partícula y calcule su masa.

b) Analice el movimiento de la partícula si el campo eléctrico aumentara a 120 N C ^-1 y determine su aceleración.

g = 10 m s ^-2

Un electrón se mueve con una velocidad de 5 · 10 ⁵ m s ^-1 y penetra en un campo eléctrico de 50 N C ^-1 de igual dirección y sentido que la velocidad.

a) Haga un análisis energético del problema y calcule la distancia que recorre el electrón antes de detenerse.

b) Razone qué ocurriría si la partícula incidente fuera un protón.

e = 1,6 · 10 ^-19 C ; m _e = 9,1 · 10 ^-31 kg ; m _p = 1,7 · 10 ^-27 kg

Una partícula con carga 2 · 10 ^-6 C se encuentra en reposo en el punto (0,0). Se aplica un campo eléctrico uniforme de 500 N C ^-1 en el sentido positivo del eje OY.

a) Describa el movimiento seguido por la partícula y la transformación de energía que tiene lugar a lo largo del mismo.

b) Calcule la diferencia de potencial entre los puntos (0,0) y (0,2) m y el trabajo realizado para desplazar la partícula entre dichos puntos.

Dos partículas de 10 g se encuentran suspendidas por dos hilos de 30 cm desde un mismo punto. Si se les suministra a ambas partículas la misma carga, se separan de modo que los hilos forman entre sí un ángulo de 60º.

a) Dibuje en un diagrama las fuerzas que actúan sobre las partículas y analice la energía del sistema en esa situación.

b) Calcule el valor de la carga que se suministra a cada partícula.

K = 9 · 10 ⁹ N m ² C ^{– 2} ; g = 10 m s ^{– 2}