Escuela Superior Politecnica Del Litoral

Roberto Andrés Robles Beltrán I-1

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORALINSTITUTO DE CIENCIAS FISICAS

TAREA DE ELECTROSTATICAFUERZA ELECTRICA

1- Tres cargas se colocan tal como indica el grafico. La magnitud de la fuerza en q2 debido a la carga q1 es la fuerza F21. La magnitud de la fuerza sobre q2 ocasionada por la carga q3 es F23. La relación F21/F23 es:a) 2/3b) 4/3c) 4d) 2e) 6

2.- Sobre una mesa liza, de material aislante y en cada uno de los vértices de un cuadrado cuyos lados miden 10cm., se encuentran fijas las cargas puntuales: q1 = 5 uC; q2 = -5 uC; q3 = 5 uC. En el vértice restante del cuadrado se deposita una pequeña esfera de masa 100 g y electrizada con una carga q0 = 2 uC. Determine la magnitud, dirección y el sentido de la aceleración que adquiere la esfera.a) 35 m/s2; 450; de q0 a q2

b) 54 m/s2; 600; de q3 a q0

c) 68 m/s2; 1200; de q1 a q0

d) 82 m/s2; 3150; de q2 a q0

3.- La esfera A el péndulo B poseen cargas de igual magnitud y de signos contrarios, sabiendo que B esta en equilibrio y que su masa tiene un valor de 10g. Determine la magnitud de la carga en cada uno de estos cuerpos (g = 10 m/s2 )a) 7.8 x 10–4 Cb) 4.6 x 10–5 Cc) 5.4 x 10–6 Cd) 1.6 x 10–7 Ce) 2.3 x 10–6 C


4.-- Determine la magnitud de la fuerza resultante que actúa sobre la carga de prueba q0

mostrada en el grafico.a) 3,6 x 106 Nb) 0 Nc) 8 x 106 Nd) 2,2 x 106 Ne) 4 q0

5.- Dos cargas en el aire, a una distancia de 10 cm, interaccionan con una fuerza de 15 dinas, pero si se las coloca en un dieléctrico desconocido, a una distancia de 15 cm. interaccionan con una fuerza de 5 dinas. Determine la permisividad dieléctrica.a) 40 x 10-11 C2/N.m2

b) 6 x 10-11 C2/N.m2

c) 1.8 x 10-11 C2/N.m2

d) 1.2 x 10-11 C2/N.m2

e) 0.13 x 10-11 C2/N.m2

6.- Dos esferas muy pequeñas, cada una de las cuales pesan 3x 10-5 N, están sujetas a hilos de seda de 3x 10-2 m de longitud y cuelgan de un punto común. Cuando se suministra a las esferas una cantidad igual de carga negativa, cada hilo forma un ángulo de 300con la vertical. Determine el calor de las cargas.a) 1.6 x 10-9 Cb) 2.2 x 10-9 Cc) 3.4 x 10-9 Cd) 3.8 x 10-9 Ce) 4.3 x 10-9 C


7.- Tres cargas están a lo largo del eje x, tal como indica la figura. La carga positiva q1=15uC están situada en x=2m y la carga positiva q2=6uC esta situada en el origen. ¿En donde debe colocarse una carga negativa q3 sobre el eje x, de modo que la fuerza resultante sobre ella sea cero?a) 0.46 m a la derecha de q2

b) 0.78 m a la derecha de q2

c) 0.24 m a la derecha de q2

d) 0.38 m a la derecha de q2

e) 1 m a la derecha de q2

8.- Dos esferas iguales de plástico de 3x10-6 Kg. se cargan eléctricamente y se suspenden de un mismo punto de hilos aislantes de 5cm de longitud como se indica en la figura, si los hilos forman un ángulo de 15º con la vertical, la carga de cada esfera es:a) 6.55x 10-10 Cb) 5.43 x 10-8 Cc) 7.65 x 10-10 Cd) 9.45 x 10-9 Ce) 8.25 x 10-8 C

9.- Tres cargas iguales se colocan en los vértices de un triángulo rectángulo de catetos iguales, como se muestra en la figura. Si la fuerza q1 y q2 es F12, y la fuerza entre q1 y q3 es F13, la relación de las magnitudes F13/F12 es:a) 2b) √2c) 1/√2d) ½e) 2/√2


10.- Cuatro partículas cargadas están colocadas en los vértices de un cuadrado de lado a, como se muestra en la figura; Q>0. Una quinta partícula con carga q positiva está en el punto P. Determine la magnitud de la fuerza eléctrica que actúa sobre la carga q vale:Considere: f = kQq/a2

11.- Dos pequeñas esferas cargadas, cada una con masa de 3x10 -2 Kg., están suspendidas en equilibrio como se muestra en la figura. Si la longitud de cada hilo es de 0,15m y el ángulo θ= 5º, suponiendo que las cargas de las esferas son iguales.

12.- Tres cargas puntuales de 2μC, 7 μC y -4 μC se colocan en las esquinas de un triángulo equilátero como se muestra en la figura. Calcule la fuerza eléctrica neta sobre la carga de 7 μC.


13.- Determine el valor de la carga Q, de tal forma que la fuerza resultante que actúe sobre qo sea nula. R:aa) -2√2qb) - √2 /2 qc) -2qd) – 2/√2 qe) √2q

14.- Tres cargas puntuales están alineadas sobre el eje Y. Una carga q1 = -9 μC está en Y = 6.0m y una carga q2 = -8 μC está en Y = -4.0m ¿Dónde debe ser colocada una tercera carga q3 para que la fuerza neta sobre está sea cero?

15.- Tres cargas idénticas puntuales, cada una de magnitud 1, se localizan sobre los vértices de un triángulo isósceles con su altura orientada verticalmente. La altura del triángulo es de 4cm y su base es de 6cm.a) Si la fuerza eléctrica resultante ejercida sobre la carga localizada en el vértice superior del triangulo tiene una magnitud de 0.5N, determine q.b) Si la carga del vértice inferior izquierdo se reemplaza por una carga de magnitud –q, determine la magnitud y dirección de la fuerza resultante ejercida sobre la carga localizada en el vértice superior del triángulo.


16.- Cuatro cargas puntuales idénticas (q = 10 μC) se colocan sobre las esquinas de un rectángulo como se indica en la figura. Las dimensiones del rectángulo son L = 60cm y W = 15cm. Calcule la magnitud y dirección de la fuerza neta electrostática ejercida sóbre la carga de la esquina inferior izquierda del rectángulo por las otras tres cargas.

17.- Una esfera de masa 20gr y carga +20μC se coloca al frente de una carga Q1 a una distancia de 2m. Determine el valor de Q para que el sistema se muestre como en la figura:a) 1,167x105

b) 20,34x105

c) 32,5x105

d) 45,34x105

e) 4,456x105


18.- Dos cargas iguales de 0.5μC al colocarse en un medio dialéctico, experimentan una fuerza de 2x104N cuando están separadas una distancia de 2x10-4m. La constante de permisividad del medio es:a) 2.5x10-11 C2/Nm2

b) 8.2x10-11 C2/Nm2

c) 4.6x10-10 C2/Nm2

d) 5.8x10-12 C2/Nm2

e) 2.3x1012 C2/Nm2

19.- Dos partículas de igual carga y diferente signo cuelgan de hilos aislantes como se indica en la figura. Una de las partículas se une a otro hilo y se tira hacia la derecha. Determine el valor de la fuerza F para que las partículas adquieran la configuración que se muestra en el diagrama, q = 5μC.

20.- Para que la carga –q, experimente una fuerza neta en la dirección que se indica en la figura. El valor de la carga Q debe ser igual a:a) –1.5 qb) –0.5 qc) –1.2 qd) 1.2 qe) 2.7 q


21.- En los vértices de un cuadrado cuyos lados miden 80cm, hay cuatro cargas conforme indica la figura. En el centro del cuadrado hay una quinta carga. ¿Cuál es la fuerza sobre la carga central y que sentido tiene?

22.- Dos pequeñas esferas cargadas, cada una con masa de 10g, están suspendidas en equilibrio como se muestra en la figura. Si la longitud de cada hilo es de 120cm, suponiendo que las cargas de las esferas son iguales. ¿Cuál es el valor de la carga q?

23.- En la distribución de cargas que se ve en la figura q = 1 x 10-6 C, a qué distancia de la carga mayor debe estar la carga intermedia para que la fuerza neta que actúa sobre ella sea nula:a) 5cmb) 7.5cmc) 5.86cmd) 4.14cme) Ninguna respuesta es correcta


24.- En la siguiente figura, determine el ángulo que forma la fuerza eléctrica resultante que actúa en la carga q2. R: ba) 53.13ºb) 56.31ºc) 26.42ºd) 65.32º

25.- Una bolita cargada pende de un hilo tal como indica el grafico. Calcular el peso de la bola. Utilice:Sen 53º = 0.8; Cos 53º = 0.6 R: ca) 2Nb) 1Nc) 0.3Nd) 0.7N

CAMPO ELECTRICO

1.- Determine el valor del campo eléctrico en el centro del cuadrado, producido por las cargas que se encuentran en los vértices. q1 = q2 = 2 uC; q3 = q4 = -2uCa) 0,14 x 102 N/Cb) 1,05 x 103 N/Cc) 2,2 x 105 N/Cd) 1,44 x 107 N/Ce) 4,07 x 107 N/C


2.- Una partícula de masa m y carga q se suspende de un hilo aislante en el interior de un campo eléctrico uniforme, si el hilo se desvía de la vertical un ángulo θ. El campo eléctrico aplicado es:

3.- Una gotita de agua tiene un diámetro de 4x10-6 m. Se tiene una carga de 12 electrones en exceso. ¿Cuál es la magnitud y dirección del campo eléctrico uniforme que compensara exactamente el peso de la gotita?a) 5,2 x 104 N/C ; hacia arribab) 7,3 x 105 N/C ; hacia arribac) 1,71 x 105 N/C ; hacia arribad) 1,71 x 105 N/C ; hacia abajoe) 7,3 x 105 N/C ; hacia abajo

4.- Tres cargas positivas iguales se ubican en las esquinas de un paralelogramo como se indica en la figura. La magnitud del campo eléctrico en el punto P es:a) 3 k q /a2b) 2k q /a2c) k q( 1+ squart 3) /a2d) squart 2 k q /2 a2e) squart 3 k q / 2 a2


5.- Un triángulo isósceles tiene cargas eléctricas en sus vértices, como se indica en la figura. El valor del campo eléctrico en el punto A es:a) 4,77 x 107 N/C a 30ºb) 3,22 x 105 N/C a 45ºc) 5,32 x 105 N/C a - 45ºd) 6,12 x 104 N/C a 60ºe) 4,77 x 107 N/C a - 45º

6.- En la figura mostrada, un protón cuya carga es 1,6 x 10-19 C y su masa es 1,67 x 10-27 Kg. , se dispara con una rapidez de 2 x 105 m/s desde el punto A hacia el punto P. Cuál será su rapidez justamente antes de golpear la placa en el punto P?a) 200 km/sb) 356 km/sc) 417 km/sd) 602 km/se) 1,3 x 105 km/s

7.- Una esfera de 2gr y con 5C de carga eléctrica, se suelta desde el reposo en el interior de un campo eléctrico uniforme de 5000 N/C, tal como se indica en la figura. Determine la velocidad con que la esfera llegará al suelo. Utilice g = 10 m/s2a) 4,5 m/sb) 5,9 m/sc) 6,7 m/sd) 9,5 m/se) 12,4


8.- Un campo eléctrico uniforme de 200 N/C se dirige perpendicular hacia la superficie de la tierra. Una partícula de 1 gramo y 2C se lanza verticalmente y hacia arriba con una velocidad de 15 m/s. Determine la altura máxima que alcanza la partícula.Utilice g = 9,8 m/s2a) 2,84 mb) 3,65 mc) 4,97 md) 5,12 me) 11,02m

9.- Dos cargas eléctricas, q1 = 2 x 10-5 C y q2 = 4 x 10-5 C , están distantes entre si 1 m. A que distancia de la carga q1 la intensidad del campo es nula?a) 0,41 mb) 0,63 mc) 0,74 md) 0,32 me) 0,26 m

10.- El campo eléctrico entre dos laminas paralelas cargadas vale E = 2 x 104 N/C. La distancia entre ellas es 5 cm. Si un electrón parte del reposo de la placa negativa hacia la positiva, determine el tiempo empleado en llegar a la placa cargada positivamente.a) 5,33 x 10-9 sb) 4,86 x 10-8 sc) 2,74 x 10-7 sd) 8,69 x 10-8 se) 1,24 x 10-10 s

11.- Una carga q de masa m es lanzada con una velocidad Vo en una región donde existe un campo eléctrico uniforme E tal como muestra en la figura. La distancia horizontal que recorre después de un tiempo t es:a) Vot + qt2/2mEb) Vot + qmEt2/2c) Vot + qEt2/2md) Vot - qt2/2mEe) Vot - qEt2/2m


12.- En que medio estarà ubicado una carga elèctrica de 4.5x10 -7 C. Si a una distancia de 5cm de la carga la intensidad del campo elèctrico es igual a 2x10 4 N/C. Determine la permiabilidad dialèctrica del medio.

13.- Un protón se localiza en el interior de un campo eléctrico. Entonces la magnitud y dirección del campo de tal manera que el protón permanezca en equilibrio son: a) 2.32x10-7 hacia arriba b) 2.32x10-7 hacia abajo c) 1.02x10-7 hacia arriba d) 1.02x10-7 hacia abajo e) 5.72x10-7 hacia arriba

14.- El campo eléctrico en el punto P, generado por las cargas mostradas en la figura, es: a) (-1.67i + 0.43j)x106 N/C b) (1.67i + 0.43j)x106 N/C c) (-0.43i + 1.67j)x106 N/C d) (0.43i + 1.67j)x106 N/C e) (-1.67i + 1.67j)x106 N/C

15.- Un protón se encuentra en el interior de un campo eléctrico uniforme E = 500N/c. Si el protón parte con una Vo = 5x1010 m/s entonces el desplazamiento y la aceleración un segundo después son: a) 2.605x1010 y la aceleración esta hacia la derecha b) 3.605x1010 y la aceleración esta hacia la derecha c) 1.605x1010 y la aceleración esta hacia la derecha


d) 2.605x1010 y la aceleración esta hacia la izquierda e) 3.605x1010 y la aceleración es 0

16.- Una partícula de polvo tiene una masa de 1.96x10-14kg, en el vacío, permanece en reposo en un campo eléctrico uniforme de 4x105N/C, como se muestra en la figura. El número de electrones en exceso que posee la partícula es: a) 2x105 b) 20 c) 3 d) 3x102 e) 9

17.- Una esfera de 20gr y +200μC de carga se lanza horizontalmente con una velocidad de 50m/s, como se muestra en la figura, en una región donde existe un campo eléctrico uniforme de 5000N/C. Determine el alcance horizontal de la esfera.

18.- Un cuerpo de 2gr con una carga de +4μC se suelta desde el reposo a una altura h sobre el nivel del suelo. Determine la distancia que recorre el cuerpo en 5s, si en ese lugar hay un campo eléctrico constante hacia arriba de 10000N/C. R: ba) 127.5m hacia arribab) 127.5m hacia abajo


c) 250m hacia arribad) 250m hacia abajoe) 48.3m hacia arriba

19.- El campo eléctrico en el punto P tiene un valor nulo. Si q = +20μC. Determine el valor de Q.

20.- Tres cargas positivas estàn situadas en tres vèrtices de un rectàngulo. Determine el campo elèctrico en el cuarto vèrtice.a) 235N/C ; 45º(en sentido horario respecto al eje X)b) 475N/C ; 60º(en sentido horario respecto al eje X)c) 756N/C; 70,1º(en sentido horario respecto al eje X)d) 876N/C; 30º(en sentido horario respecto al eje X)e) 1200N/C; 55º(en sentido horario respecto al eje X)


21.- Una bola de corcho cargada cuya masa es de 1g se suspende de una cuerda ligera en presencia de un campo eléctrico uniforme, tal como indica la figura. Cuando E = (3i + 5j) x 105N/C, la bola esta en equilibrio con un ángulo θ = 37º. Determine la carga de la esfera de corcho. (g = 9.8m/s2)a) 1x10-8Cb) 15x10-8Cc) 45x10-8Cd) 79x10-8Ce) 51x10-8C

22.- Un electrón con una velocidad Vo = 1.8x106m/s tiene una trayectoria paralela a un campo eléctrico de magnitud E = 7.7x103N/C. a) ¿Hasta dónde llegará antes de detenerse? b) ¿Cuánto tiempo transcurrirá para que regrese a su posición original?

23.- Un cuerpo de 6g de masa y de carga 2x10-6 C está en equilibrio dentro de un Campo eléctrico vertical ¿Cuál es la magnitud del Campo eléctrico?a) 2x104 N/Cb) 3x104 N/Cc) 4x104 N/C


d) 5x104 N/Ce) 6x104 N/C

24.- Cuatro cargas se ubican en los vértices de un cuadrado de lado a. El campo eléctrico en el centro del cuadrado es:

25.- Si el sistema parte desde el reposo, hallar la rapidez de los bloques cuando pasan frente a frente. En dicha región existe un campo eléctrico uniforme dirigido hacia abajo. Datos: m1 = 3kg, m2 = 1kg, q1= 5μC, q2= 1μC, E = 350N/C, h = 80cm.

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