Departamento de Ciencias
CURSO: FÍSICA 3 SESIÓN 02: CAMPO ELÉCTRICO, FLUJO ELÉCTRICO Y LEY DE GAUSS I.
superficie A1. ¿Cuál es el flujo neto a través de cada superficie A1 y A2?
Conocimiento/Compresión
1. Considere el campo eléctrico en los tres puntos A, B y C mostrados en la figura. Dibuje primero una flecha en cada punto indicando la dirección de la fuerza neta que experimentaría una partícula de prueba positiva, localizada en ese punto; luego, liste los tres puntos en orden decreciente de la intensidad del campo (comenzando con el más intenso).
II.
5.
Aplicación/ Análisis
En los vértices de un triángulo equilátero existen tres cargas, según se muestra en la siguiente figura. a) Calcule el campo eléctrico en la posición de la carga de 2.00 C debido al campo de las cargas de 7.00 C y de -4.00 C. b) Utilice la respuesta del inciso a) para determinar la fuerza ejercida sobre la carga de 2.00 C.
2. Una esfera no conductora tiene una densidad de carga uniforme distribuida sobre toda su superficie. ¿Cómo varía la magnitud del campo eléctrico en el interior con la distancia desde el centro? a) El campo eléctrico es cero en todas partes. b) El campo eléctrico es constante, pero distinto de cero en todas partes. c) El campo eléctrico se incrementa linealmente con la distancia desde el centro hacia fuera. d) El campo eléctrico se incrementa exponencialmente con la distancia desde el centro hacia fuera. e) El campo eléctrico se incrementa cuadráticamente con la distancia desde el centro hacia fuera.
6. Dos cargas puntuales están separadas por una distancia de 10,0 cm. Una tiene una carga de -25 µC y la otra de +50 µC. a) Determine la magnitud y la dirección del campo eléctrico en un punto P, entre las dos cargas, que está a 2,0 cm a partir de la carga negativa. b) Si se coloca un electrón (masa = 9,11 x 10-31 kg) en reposo en el punto P y se deja en libertad, ¿cuál será su aceleración inicial (magnitud y dirección)?
3. Flujo eléctrico a partir de la ley de Gauss. Considere las dos superficies gaussianas A1 y A2 mostradas en la figura. La única carga presente es la carga Q, que está en el centro de la
Física 3
Semestre 2016-1
Departamento de Ciencias
5.
En las esquinas de un cuadrado de lado “a” , como se muestra en la figura existen cuatro partículas con carga. a) Determine la magnitud y dirección del campo eléctrico en la ubicación de la carga q. b) ¿Cuál es la fuerza eléctrica total ejercida sobre q?
RPTA: A) 5,91kq/a2 a 5,91kq2/a2 a 58,8º.
58,8º;
b)
5. Un segmento de línea de carga positiva, tiene una densidad lineal de carga uniforme λ. Este se dobla en la forma indicada en la figura. Halle: a) el campo eléctrico generado por la semicircunferencia en el punto O. b) el campo eléctrico generado por cada porción recta en el punto O. c) la fuerza eléctrica que experimentará una carga puntual positiva q dejada en libertad en el punto O.
superficie. Calcule el campo eléctrico en puntos: fuera del cascarón dentro del cascarón
8. Se distribuye de manera uniforme una carga eléctrica Q a través de una esfera no conductora de radio r 0. Calcule el campo eléctrico: afuera de la esfera (r > r 0) dentro de la esfera (r < r 0)
9. Sea una esfera maciza no conductora de radio “b” con una cavidad esférica de radio “a”, la cual
tiene una distribución uniforme de carga, siendo su carga total Q. Halle la intensidad del campo eléctrico en términos de la distancia r desde el centro correspondiente a las regiones: a) r < a , b) a < r < b , c) r > b Rpta: a) E=0; b) E = 3
3
2
3
3
2
Q(r a )/4or (b a ) ; c) E = Q/4 or .
6. Calcule el campo eléctrico total a) en el punto A y b) en el punto B de la figura debido las cargas Q1 y Q2.
III.
7.
Bibliografía
1.- Hans C. Ohanian/ Jhon T. Markert. Física para Ingeniería y ciencias vol. 2. Tercera Edición. México. Editorial Mc Graw Hill; 2009. 2.- Tipler Mosca. Física para la ciencia y la tecnología. Vol. 2. Quinta Edición U.S.A. Editorial REVERTE; 2009.
Síntesis/Evaluación
Un cascarón esférico delgado de radio r 0 posee una carga neta total Q, que está distribuida de manera uniforme sobre su
Física 3
Semestre 2016-1
