Cuestionario
1.- Explique el significado de la expresión átomo neutro. neu tro.
R= Un átomo neutro es aquel que no tiene carga eléctrica. Los electrones tienen carga negativa y los protones tienen carga positiva, esto quiere decir que un átomo neutro tiene el mismo número de electrones como de protones. 2.- ¿Qué es un átomo con carga negativa?
R= Un anión es un ion ion (sea (sea átomo átomo o o molécula molécula)) con carga eléctrica negativa, eléctrica negativa, es decir, con eceso de electrones electrones.. Los Los aniones se descri!en con un estado de oidación negativo. oidación negativo. .-!i a una moneda se le da carga eléctrica positiva ¿Qué pasa con su masa aumenta o disminu"e?
R= "umenta, ya que se convierte en un receptor de carga. #.- ¿$as tormentas eléctricas son iguales en pa%ses tropicales que en Estados unidos por e&emplo?
R= #o, una de las principales caracter$sticas de un pa$s tropical es la %umedad am!iental, por lo que son más intensas en estos pa$ses de!ido a que la %umedad am!iental &acilita a la conducción eléctrica '.- ¿Qué es más fuerte la fuer(a de gravedad o la fuer(a eléctrica?
R= La &uer'a eléctrica, se sa!e que la &uer'a de gravedad es una consta constante, nte, con lo cual se puede concluir que la &uer'a eléctrica es más &uerte, de!ido a que esta se puede manipular, es decir, %acerla tan potente y &uerte como co mo se desee. ).-Explique por qué un glo*o cargado negativamente se pega a la pared " luego se cae.
R= La carga es una cantidad que se conserva, la carga neta en una región cerrada permanece constante, si las part$culas cargadas se crean en un proceso, siempre se
crearan en pares cuyos miem!ros tendrán cargas de igual magnitud pero de signo opuesto. La pared al estar en contacto con la tierra, no crea un espacio errado entonces la carga emigra %acia la tierra, y entonces el glo!o se cae +.- ¿Es posi*le que un campo eléctrico exista en un espacio vac%o?
R= i, siempre y cuando el e&ecto del campo eléctrico generado por una carga, o un sistema de cargas, alcance esa posición, donde %aya vacio. ,.-Explique por qué las l%neas de campo eléctrico &amás se cru(an.
R= ada l$nea se dirige desde una carga positiva %acia una negativa o al in&inito. *ara que %aya un la'o cerrado tendr$a que darse el caso que una l$nea emergiera de una carga y se dirigiera a la misma carga, pero eso contradice su propia de&inición. .- ¿ómo es el campo eléctrico en el centro de un anillo?
R= El campo eléctrico en el centro de un anillo es Nulo, tanto en el centro como en el infnito 1/.- ¿ómo ser%a el campo eléctrico en el centro de una esfera 0ueca?
R= +l potencial eléctrico se relaciona con el campo eléctrico mediante la integral -= /+dr, por lo tanto, si + = 0 #1, se puede a&irmar que el potencial al interior de la es&era es constante y di&erente de cero. 11.-n electrón " un protón se li*eran dentro de un campo eléctrico ¿cómo se comportan las fuer(as en cada part%cula?
R=La aceleración del protón será muc%o mayor que la que adquiera el protón. 2ay que recordar que la aceleración y la masa son cantidades inversamente proporcionales, y la masa del protón es aproimadamente 30,000 veces mayor que la del electrón. 12.-Explique la diferencia entre la densidad de carga eléctrica lineal superficial " volumétrica.
R= +n los tres casos las densidades de carga corresponden a la carga por unidad de las dimensiones predominantes, Lineal si predomina una dimensión, uper&icial si predominan dos dimensiones y -olumétrica si no %ay preponderancia de ninguna dimensión. 1.-$a vida será distinta en la tierra si los electrones tuvieran carga positiva.
R= No, el signo que se les asigna es una asignación. Los signos obedecen a una convención. 1#.-!a*emos que existen dipolos eléctricos cada dipolo tiene carga eléctrica tipo 3/4 ¿Existe entre dos dipolos fuer(a eléctrica " si existe es de atracción o de repulsión?
R= i, tiene una &uer'a eléctrica de movimiento, lo cual cam!iara a una posición di&erente, la cual seria de repulsión. 1'.- ¿ómo proteger%a usted un la*oratorio o un local de cargas eléctricas " campos eléctricos indesea*les?
R=4ediante la instalación de una puesta a tierra. La &unción de puesta a tierra de una instalación eléctrica es de &or'ar la derivación, al terreno, de las intensidades de corriente, de cualquier naturale'a que se puedan originar, ya se trate de corrientes de de&ecto, o de!idas a descargas atmos&éricas, de carácter impulsional.
Instituto Tecnologico de Baja California
[pic]
Ingeniería en Sistemas Computacionales
FISICA II
Unidad I
MC. milio sco!ar spino"a
#$%A
Unidad I
Tijuana Baja California & de Septiem!re del '()(
*+,U-TAS CA*ITU/ )
)0 1pli2ue el significado de la e1presi3n un 4tomo neutro5. 1pli2ue 2ue el significado de un 4tomo con carga negati6a5.
+7 Un 4tomo es neutro cuando sus cargas son esta!les8 es decir son las mismas cantidades de electrones 9 de protones8 9 un 4tomo con carga negati6a es el 2ue tiene mas electrones 2ue protones.
'0 Si a una moneda met4lica se le da una carga el:ctrica positi6a su masa; a< aumenta mesura!lemente. !< aumenta una cantidad mu9 pe2ue=a c< permanece in6aria!le d< disminu9e una cantidad mu9 pe2ue=a para medirla directamente e< disminu9e mesura!lemente
%0 Un estudiante e1tranjero 2ue >a9a crecido en un país tropical pero 2ue estudien stados Unidos 2ui"4s no tenga ninguna e1periencia con c>ispas o descargas de electricidad est4tica >asta 2ue el o ella pasen un in6ierno en es e país. 1pli2ue por2ue.
+7 l in6ierno es seco 9 fri38 nosotros guardamos el calor en su:teres de lanas8 9 a!rigos. Cuando las capas de ropa
ro"an una con la otra se consiguen pe2ue=as descargas el:ctricas o c>ispas.
?0 1pli2ue la similitud 9 diferencia entre la le9 de la gra6itaci3n uni6ersal de -e@ton 9 la le9 de Coulom!. +7 a comparaci3n entre la le9 de -e@ton de la gra6itaci3n uni6ersal 9 la le9 de Coulom! de la electrost4tica muestra los fen3menos de interacci3n entre cargas 9 los de interacci3n entre masas podr4n ser estudiados 9 tratados de un modo similar8 adem4s e1isten algunas diferencias 2ue ca!e destacar. a primera se refiere al 6alor de las constantes , 9 . l 6alor de , resulta ser muc>o menor 2ue ; , 7 8 D )(0)) unidades SI 7 &8EE D )(E unidades SI en el 6acío< *or tal moti6o8 las fuer"as entre cargas ser4n muc>o m4s intensas 2ue las fuer"as entre masas para cantidades compara!les de una 9 otra magnitud. Adem4s8 las fuer"as gra6itatorias son siempre atracti6as8 mientras 2ue las el:ctricas pueden ser atracti6as o repulsi6as en funci3n de los signos de las cargas 2ue interactGan. #0 Un glo!o es cargado negati6amente al frotarlo despu:s se ad>iere a la pared. HSignifica 2ue la pared tiene carga positi6a H*or 2u: el glo!o termina por caer
+7 l glo!o esta cargado8 entonces al acercarlo a la pared pro6oca por inducci3n 2ue las cargas de las partículas 2ue forman la pared se reordenen8 2uedando las partículas positi6as m4s cerca del glo!o 9 las negati6as m4s alejadas.8 en la pared s3lo se >an redistri!uido sus cargas8 pero el glo!o es atraído por cargas positi6as cerca de :l con lo 2ue se 2ueda pegado a la pared o las ropas al cuerpo<. *oco a poco el glo!o 6a perdiendo su e1ceso de carga negati6a8 por eso se termina ca9endo.
0 n la n la figura '%.&8 suponga 2ue los o!jetos son cargas 2' 9 2% est4n fijos. /!ser6e 2ue no >a9 línea de 6isi3n desde la u!icaci3n del o!jeto ' >asta la u!icaci3n del o!jeto ). *odría decir 2ue un insect o parado so!re 2) es incapa" de 6er 2' por2ue se lo impide 2% HC3mo calcularía la fuer"a 2ue se ejerce so!re el o!jeto con carga 2)
a< ncuentre solo la fuer"a 2ue ejerce 2' so!re la carga 2) !< ncuentre solo la fuer"a 2ue ejerce 2% so!re la carga 2) c< Sume la fuer"a 2' ejercida por si so!re la carga 2) a la fuer"a 2% ejercida so!re la carga 2) d< Sume la fuer"a 2ue 2% ejercería por si sola a cierta fracci3n de la fuer"a 2' ejercida por si e< -o >a9 una forma definida de encontrar la fuer"a so!re la carga 2)
0 Una partícula con carga esta en el origen de las coordenadas. a partícula produce un campo el:ctrico de ?i J-KC en el punto con 6ector de posici3n %i cm. Hn 2ue posici3n el campo tiene 6alor de )i J-KC a< Ei cm. !< )&i cm. c< 'i cm. d< )??i cm. e< n ninguna parte.
Hn 2ue posici3n el 6alor es )i J-KC a< Ei cm. !< )&i cm. c< 'i cm. d< )??i cm. e< n ninguna parte.
&0 Hs posi!le 2ue un campo el:ctrico e1ista en un espacio 6aci3
+7 Si8 no >a9 pro!lema siempre 9 cuando el efecto del campo el:ctrico generado por una carga8 o un sistema de cargas8 alcance esa posici3n8 donde >a9a 6aci3.
E0 Clasifi2ue las magnitudes de las fuer"as 2ue la partícula con carga A ejerce so!re la partícula con carga B8 u!icada a la distancia r de A8 de ma9or a menor8 en los siguientes casos. n su clasificaci3n anote cual2uier caso de igualdad.
a< 2A 7 '(nC8 2B 7 '(nC8 r 7 'cm. !< 2A 7 %(nC8 2B 7 )(nC8 r 7 'cm. c< 2A 7 )(nC8 2B 7 %(nC8 r 7 'cm. d< 2A 7 %(nC8 2B 7 '(nC8 r 7 %cm. e< 2A 7 ?#nC8 2B 7 '(nC8 r 7 %cm.
)(0 Tres partículas con carga se colocan en las es2uinas de un cuadrado8 como se muestra en la figura *'%.)(8 con carga L en las partículas de las es2uinas superior i"2uierda e inferior derec>a8 9 carga N en la partíc ula en la es2uina inferior i"2uierda. HCu4l es la direcci3n del campo el:ctrico en la es2uina superior derec>a
a< s >acia arri!a 9 a la derec>a !< s recta >acia la derec>a c< s recta >acia a!ajo d< s recta >acia a!ajo 9 a la i"2uierda e< s perpendicular >acia el plano de la imagen 9 >acia fuera f< -o >a9 direcci3n no e1iste campo en esa es2uina por2ue a>í no >a9 carga g< -o >a9 direcci3nO a>í en el campo total es cero
))0 Pos partículas con carga8 A 9 B8 est4n solas en el uni6erso8 separadas & cm. a carga de A es ?(nC. l campo el:ctrico neto en cierto punto a ?cm de A es cero. Hu: puede concluir acerca de la c arga !
a< *uede ser ?( nC !< *uede ser )'( nC c< *uede ser %( nC d< *uede ser 0?( nC e< *uede ser 0)'( nC f< *uede ser 0%( nC g< *uede tener entre un numero infinito de 6alores >< *uede tener entre muc>o 6alores i< Pe!e tener uno de t res 6alores j< Pe!e tener uno o dos 6alores J< Pe!e tener cierto 6alor l< -o e1iste un 6alor para 2BO la situaci3n es imposi!le
)'0 1pli2ue por 2u: las líneas de un campo el:ctrico jam4s se cru"an.
+7 -unca se cru"an8 pues si lo >icieran8 no podría determinarse la direcci3n 2ue tendría la fuer"a so!re una carga en el punto de intersecci3n. Como la fuer"a en cual2uier punto solo puede tener una sola direcci3n8 es e6idente 2ue las líneas de campo jam4s se cortan.
)%0 as figuras '%.)' 9 '%.)% muestran tres 6ectores de campo el:ctrico en el mismo punto. Si e1trapola la figura '%.)E podría o!tener muc>as líneas de campo el:ctrico en el mismo punto. Hs cierto 2ue Qno es posi!le 2ue dos líneas de campo se crucen5 +7 as líneas de campo el:ctrico no se cru"an8 9a 2ue tendríamos en un punto8 dos 6alores diferentes de potencial el:ctricos. s decir tendríamos dos 6alores diferentes de campo el:ctrico para un mismo punto 9 eso es imposi!le. )?0 Un anillo circular de carga8 con radio !8 tiene carga total 2 distri!uida uniformemente alrededor de el. HCu4l es la magnitud del campo el:ctrico en el centro del anillo
a< ( !< Je) K !R' c< Je2R' K !R' d< Je2R' K ! e< -inguna de estas respuestas
)#0 Suponga 2ue un anillo de radio + con carga uniforme produce un campo el:ctrico anillo en un punto * so!re su eje8 a una distancia 1 del centro del anillo. A>ora la carga se dispersa uniformemente so!re el 4rea circular 2ue encierra el anillo 9 forma un disco plano de carga con el mismo radio. HC3mo se compara el campo disco8 producido por el disco en *8 con el campo producido por el anillo en el mismo punto
a< anillo disco !< disco 7 anillo c< disco anillo d< imposi!le de determinar.
)0 Un electro 9 un prot3n son li!res son li!erados en campos el:ctricos id:nticos. Hu: se compara las magnitudes de la fuer"a el:ctrica ejercida so!re las dos partículas
a< s millones de 6eces m4s grande para el electr3n !< s miles de 6eces m4s grande para el electr3n c< Son iguales d< s miles de 6eces menor para el electr3n e< s miles de 6eces m4s grande para el electr3n
*+,U-TAS CA*ITU/ '
)0 n in6ierno el sol est4 en el cielo m4s !ajo 2ue en 6erano. HC3mo incide lo anterior en el flujo de lu" solar so!re un 4rea determinada de la superficie de la Tierra HC3mo afecta lo anterior al clima
+7l calor es el mo6imiento de los 4tomos 9 de las mol:culas; cuanto ma9or es la temperatura8 ma9or es su 6elocidad 9 sus colisiones s on m4s 6iolentas8 a intensidad de la radiaci3n solar 2ue llega a la superficie de la Tierra8 se reduce por 6arios factores 6aria!les8 entre ellos8 la a!sorci3n de la radiaci3n la cual seria mínima en in6iernoO en cuanto al clima. a energía solar genera la e6aporaci3n del agua de los mares8 la cual precipita en lagos 9 ríos8 2ue ser4n apro6ec>ados en la generaci3n de >idroelectricidad. Al calentar m4s unas "onas 2ue otras8 el Sol produce deferencias en el Qpeso5 de las masas de aire8 generando los sistemas de 6iento del planeta; la energía e3lica.
'0 Si de una superficie gaussiana salen mas líneas de campo el:ctrico de las 2ue entran8 H2Ge se pede concluir acerca de la carga neta encerrada en la superficie
+7 l flujo neto a tra6:s de la superficies es proporcional al numero neto de líneas 2ue salen de la superficie8 donde numero neto significa la cantidad de líneas 2ue salen de la superficie menos la cantidad de líneas 2ue entran. Si salen mas líneas de las 2ue entran el flujo neto es positi6o8 si entran mas líneas de las 2ue salen es flujo es negati6o.
%0 n una regi3n del espacio en la cual no e1isten cargas >a9 un campo el:ctrico uniforme HGe se puede concluir acerca del flujo el:ctrico neto a tra6:s de una superficie gaussiana colocada en esa regi3n del espacio +7 el flujo el:ctrico neto a tra6:s de cual2uier superficie gaussiana cerrada es igual a la carga neta 2ue se encuentra dentro de ella8 di6idida por (. a selecci3n de o como la constante de proporcionalidad >a dado por resultado 2ue el nGmero total de líneas 2ue cru"an normalmente a tra6:s de una superficie cerrada de ,auss es num:ricamente igual a la carga contenida dentro de la misma.
?0 Una partícula con carga 2 se u!ica dentro de una superficie gaussiana cG!ica. -o >a9 otras cargas en las cercanías. Si la partícula est4 en el centro del cu!o8 Hcu4l es el flujo a tra6:s de cada una de las caras del cu!o
a< ( !< 2 K ( c< 2 K ' ( d< 2 K ? ( e< 2 K ( f< 2 K & (
#0 Una superficie gaussiana cu!ica rodea un largo filamento recto con c arga 2ue pasa perpendicularmente a tra6:s de dos caras opuestas. -o >a9 otras cargas en las cercanías. Hn cu4ntas caras del cu!o el campo el:ctrico es
cero a< ( !< ' c< ? d<
HA tra6:s de cu4ntas de las caras del cu!o el flujo el:ctrico es cero a< ( !< ' c< ? d<
0 Una superficie gaussiana cG!ica se di6ide en dos partes mediante una gran >oja con carga8 paralela a sus caras superior e inferior. -o >a9 otras cargas en las cercanías. HSo!re cu4ntas de las caras del cu!o el c ampo el:ctrico es cero a< ( !< ' c< ? d<
HA tra6:s de cu4ntas de las caras del cu!o el flujo el:ctrico es cero a< ( !< ' c< ? d<
0 Pos esferas s3lidas8 am!as de # cm. de radio8 portan cargas totales id:nticas de ' MC. a esf era A es n !uen conductor. A esfera B es un aislador8 9 su carga se distri!u9e de m anera uniforme en todo su 6 olumen. HC3mo comparar las magnitudes de los campos el:ctricos 2ue se crean por separado a una distancia radial de cm a< a ! 7 ( !< a ! 7 ( c< a 7 ! ( d< a 7 ! 7 ( e< ( a ! f< ( 7 a !
HC3mo comparar las magnitudes de los campos el:ctricos 2ue crean por separado radios de ? cm. a< a ! 7 ( !< a ! 7 ( c< a 7 ! ( d< a 7 ! 7 ( e< ( a ! f< ( 7 a !
&0 Si se conoce la carga total en el interior de una superficie cerrada pero no se especifica la distri!uci3n de la carga8 Hpuede utili"ar la le9 de ,auss para determinar el campo el:ctrico
+7 *ues si el flujo neto es cero si no >a9 cargas dentro de la superficie. Si >a9 carga adentro8 el flujo neto es proporcional a la carga neta.
E0 1pli2ue por 2u: el flujo el:ct rico a tra6:s de una superficie cerrada 2ue tiene una carga encerrada conocida es independiente del tama=o o forma de la superficie.
+7 *or2ue el flujo es proporcional al numero de líneas de campo el:ctrico 2ue atra6iesan dic>a superficie8 la le9 de ,auss dice 2ue el flujo el:ctrico neto c8 a tra6:s de cual2uier superficie gaussiana es igual a la c arga neta encerrada en la superficie di6idida por Q(5O de acuerdo a la le9 uno puede calcular el campo el:ctrico de!ido a 6arias distri!uciones de carga sim:tricas.
)(0 +especto a la naturale"a repulsi6a de la fuer"a 2ue se genera entre cargas iguales 9 a la li!ertad de mo6imiento de las cargas dentro de un conductor8 e1pli2ue por 2u: un e1ceso de carga en un conductor aislado de!e residir so!re su superficie.
+7 *or2ue siempre se de!e apro6ec>ar la simetría de la distri!uci3n de la carga de manera 2ue retire a de la integral 9 la resuel6a.
)'0 Un ca!le coa1ial consiste de un filamento recto largo rodeado por cu!ierta conductora cilíndrica8 coa1ial larga. Suponga 2ue la carga est4 en el filamento8 so!re la cu!ierta la carga neta es cero 9 el campo el:ctrico es )i en un punto particular * a la m itad entre el filamento 9 la superficie interior de la cu!ierta. A continuaci3n8 colo2ue el ca!le en un campo e1terno uniforme L)i. n tal caso8 Hcu4l es el componente 1 del campo el:ctrico *
a< ( !< B< entre ( 9 ) c< ) d< Ma9or 2ue ) e< ntre ( 9 L) f< L) g< Menor 2ue )
)%0 Una persona entra en una gran esfera met4lica >ueca aislada de la tierra. Si la esfera se le deposita una carga considera!le8 Hla persona resultara lastimada si toca el interior de la esfera
+7 l campo el:ctrico de!ido a una esfera con carga uniforme en la regi3n e1terna a la esfera es e2ui6alente a una carga puntual u!icada en el centro de la esfero8 por tanto la persona terminaría lastimada.
)?0 Una gran cu!ierta met4lica 9 esf:rica no tiene carga. Se apo9a so!re una !ase aislante 9 tiene un pe2ue=o orificio en la parte superior. Una pe2ue=a tac>uela con c arga se !aja mediante un >ilo de seda a tra6:s del o rificio >acia el interior de la cu!ierta. HA>ora cual es la carga s o!re la superficie interior de la cu!ierta
a<
!< K ' c< ( d< L K ' e< 0
)#0 Una demostraci3n consiste en cargar un glo!o de l4te18 2ue es un aislante8 al frotarlo con el ca!ello de alguien8 9 despu:s pegarlo al tec>o o a la pared8 2ue tam!i:n son aislantes. a atracci3n el:ctrica entre el glo!o se ad>iera a la pared. Imagine a>ora dos l4minas planas infinitamente grandes de material aislante. Una de las l4minas tiene carga 9 la otra es neutra. Si :stas son puestas en contacto8 He1istir4 fuer"a de atracci3n entre ellas8 como ocurri3 entre el glo!o 9 la pared
+7 a 2ue una no cuenta con carga 9 la otra si8 en el momento de flotarlas o ponerlas en contacto se atraer4n una a la otra 9 despu:s de un momento perder4n atracci3n. ). 1pli2ue el significado de la e1presi3n Qun 4tomo neutro5. 1pli2ue el significado de Qun 4tomo con carga negati6a5
Un 4tomo neutro es un 4tomo sin carga8 o !ien tiene la misma cantidad de electrones 9 protones 2ue pro6oca estar descargado o neutrali"ado.
Un 4tomo con carga negati6a es cuando un 4tomo tiene ma9or cantidad de electrones 2ue de protones8 esto se de!e a un intercam!io de cargas.
'. Si a una moneda met4lica se le da una carga el:ctrica positi6a8 su masa; Ha< aumenta mensura!lemente8 !
ora8 a la moneda8 se le da una carga el:ctrica negati6a. Hu: ocurre con su masa lija entre las mismas posi!ilidades.
%. Un estudiante e1tranjero 2ue >a9a crecido en un país tropical pero 2ue estudie en stados Unidos 2ui"4 no tenga ninguna e1periencia con c>ispas o descargas de electricidad est4tica >asta 2ue :l o ella pasen un in6ierno en es e país. 1pli2ue por2u:
s por2ue en un am!iente seco se facilita el intercam!io de cargas 9a 2ue la >umedad en el aire pro6oca 2ue cual2uier carga acumulada se fugue >acia la tierra.
?. 1pli2ue las similitudes 9 diferencias entre la le9 de lagra6itaci3n uni6ersal de ne@ton 9 la le9 de coulom!.
a diferencia de la le9 de la gra6itaci3n uni6ersal es 2ue la fuer"a de atracci3n es terrestre8 9 la le9 de coulum! es fuer"a de atracci3n o repulsi3n. a similitud es 2ue am!as fuer"as son directamente proporcionales al producto de
las materias 2ue se tra!ajan masa 9 carga< 9 son directamente proporcionales a la distancia 2ue los separa al cuadrado.
#. Un glo!o es c argado negati6amente al frotarlo despu:s se ad>iere a la pared. HSignifica 2ue la pared t iene carga positi6a -o8 la pared se considera como tierra8 2ue sir6e para desec>ar la carga8 por eso tiende m antenerse pegado.
H*or 2u: el glo!o termina por caer s por2ue termina el intercam!io de carga
. / n la figura ).&8 suponga 2ue los o!jetos con cargas 2' 9 2% est4n. /!ser6e 2ue no >a9 línea de 6isi3n desde la u!icaci3n del o!jeto ' >asta la u!icaci3n del o!jeto ). *odría decir 2ue un insecto parado so!re 2) es incapa" de 6er 2' por2ue se lo impide 2%. HC3mo calcularía la fuer"a 2ue se ejerce so!re el o!jeto con 2) a< ncuentre s3lo la fuer"a 2ue ejerce 2' so!re la carga 2) !< ncuentre s3lo la f uer"a 2ue ejerce 2% so!re la carga 2) c< Sume la fuer"a 2ue 2' ejercería por sí sola so!re la carga 2) a la fuer"a 2ue 2% ejercería por sí sola so!re la carga 2) d< Sume lafuer"a 2ue 2% ejercería por sí sola a cierta fracci3n de la fuer"a 2ue 2' ejercería por sí sola. e< -o >a9 una forma definida de encontrar la fuer"a so!re la carga 2)
. / Una partícula con carga est4 en el origen de las coordenadas. a partícula produce un campo el:ctrico de ?i -KC en el punto con 6ector de posici3n %i cm. i
&. Hs posi!le 2ue un campo el:ctrico e1ista espacio 6 acío 1pli2ue. Considere el punto A en la figura ).')V Hn este punto e1iste carga el:ctrica HWa9 alguna fuer"a en dic>o punto H1iste un campo en dic>o punto
Si e1iste como por ejemplo en foco energi"ado8 la acti6idad afecta a la carga reaccionando con una fuer"a.
Si de!e tener algo 2ue lo genere8 si la 2ue se forma por las cargas8 si por2ue un campo electrico es continuo osease 2ue e1iste en todos los puntos.
E./ i< Clasifi2ue las m agnitudes de las fuer"as 2ue la partícula con carga A ejerce so!re la partícula con carga B8 u!icada a la distancia r de A8 de ma9or a menor8 en los siguientes casos. n su clasificaci3n anote cual2uier caso de igualdad. a< 2A7 '( nC8 2B7 '( nC8 r7 'cm8 !< 2A7 %(nC8 2B7 )(nC8 r7'cm8 c< 2A7 )(nC8 2B7 %(nC8 r7 'cm8 d< 2A7 %(nC8 2B7 '( nC8 r7 %cm8 e< 2A7 ?#nC8 2B7 '(nC8 r7 %cm.
Ma9or a< 2A7 '( nC8 2B7 '( nC8 r7 'cm F7.((E-
e< 2A7 ?#nC8 2B7 '(nC8 r7 %cm. F7 .((E- a< es igual a e< !< 2A7 %(nC8 2B7 )(nC8 r7 'cm8 F7.((#- !< es igual a c< c< 2A7 )(nC8 2B7 %(nC8 r7 'cm8 F7.((#menor d< 2A7 %(nC8 2B7 '( nC8 r7 %cm8 F7.((-
ii< Clasifi2ue las magnitudes de los campos el:ctricos 2ue genera la partícula con carga A en la posici3n de la partícula con carga B8 a una distancia r de A8 de ma9or a menor8 en los mismos casos. n su clasificaci3n anote cual2uier caso de igualdad.
Ma9or !< 2A7 %(nC8 2B7 )(nC8 r7 'cm 7#-KC a< 2A7 '( nC8 2B7 '( nC8 r7 'cm 7?#(-KC a< es igual a e< e< 2A7 ?#nC8 2B7 '(nC8 r7 %cm 7?#(-KC d< 2A7 %(nC8 2B7 '( nC8 r7 %cm 7%((-KC menor c< 2A7 )(nC8 2B7 %(nC8 r7 'cm 7''#-KC
)(. / % partículas con carga se colocan en las es2uinas de un cuadrado8 como se muestra en la figura *).)(8 con carga L en las partículas de las es2uinas superior i"2uierda e inferior derec>a8 9 carga N' en la partícula en la es2uina inferior i"2uierda ia8 2ue es unpunto en el espacio 6acío a< s >acia arri!a 9 a la derec>a. !< s recta >acia la derec>a. c< s una recta >acia a!ajo. d< s >acia a!ajo 9 a la i"2uierda. f< -o >a9 direcci3nO no e1iste campo en esa es2uina por2ue a>í no >a9 carga. g< -o >a9 direcci3nO a>í el capo total es cero. ii< suponga 2ue se 2uita la carga N' en la es2uina inferior i"2uierda. n tal caso la magnitud del campo en la es2uina superior derec>a8 Ha< se 6uel6e ma9or8 !< se 6uel6e menor8 c< permanece igual o d< su cam!io es impredeci!le
))./ ' partículas con carga8 A 9 B8 est4n solas en el uni6erso8 s eparadas &cm. a carga de A es ?( nC. l campo el:ctrico neto en cierto punto a ?cm de A es cero. Hu: puede concluir acerca de la c arga B lija las respuestas correctas a< puede ser ?( nC8 !< *uede ser )'( nC. c< *uede ser %( nC. d< *uede ser 0?(nC. e< *uede ser 0)'(nC. f< *uede ser 0%(nC8 g< *uede tener entre un numero infinito de 6alores. >< *uede tener entre muc>os 6alores. i< Pe!e tener uno de % 6alores. j< Pe!e tener uno de ' 6alores. J< Pe!e tener cierto l< -o e1iste un posi!le 6alor para 2BO la situaci3n es imposi!le.
)'. 1pli2ue por 2u: las líneas de un campo el:ctrico jam4s se cru"an. Sugerencia empiece por e1plicar la ra"3n de 2ue en un punto en particular el campo el:ctrico de!e tener s3lo una direcci3n.*or2ue en cada punto de!e de estar un campo el:ctrico !ien definido por un 6ector8 las líneas campo el:ctrico son radiales8 cada línea puede tener un 6ector en cual2uier punto de esa línea8 si se llegar4n a cru"ar tendría ' 6ectores de campo el:ctrico diferentes por lo tanto es incorrecto 9a 2ue solo le corresponde ) 6ector de campo el:ctrico a tal punto.
)%. as figuras ).)' 9 ).)% muestran tres 6ectores de campo el:ctrico en el mismo punto. Si e1trapola la figura ).)E podría o!tener muc>as líneas de campo el:ctrico en el mismo punto. Hs cierto 2ue Qno es posi!le 2ue dos líneas
de campo se crucen5 Hst4n !ien di!ujados los diagramas 1pli2ue sus respuestas
-o pueden cortarse las líneas de campo de una misma carga8 en est: caso son ' cargas diferentes8 cada una posee su respecti6o campo el:ctrico 9 por lo tanto el 6ector neto8 es la suma 6ectorial de los campos el:ctricos8 por lo tanto el diagrama est4 !ien di!ujado.
)?. / Un anillo circular de carga8 con radio !8 tiene carga total 2 distri!uida uniformemente alrededor de :l. HCu4l es la magnitud del campo el:ctrico en el centro del anillo a< (8 !< . 2K!' 8 c< . 2'K!' 8 d< . 2'K! e< ninguna de est4s respuestas.
)#. / Suponga 2ue un anillo de radio + con carga uniforme produce un campo el:ctrico anillo en un punto *so!re su eje8 a una dist ancia 1 del centro del anillo. A>ora la carga se dispersa uniformemente so!re el 4rea circular 2ue encierra el anillo 9 forma un disco plano de carga con el mismo radio. HC3mo se compara el campo disco8 producido por el disco en *8 con el campo producido por el anillo en el mismo punto a< discoanillo8 d< imposi!le de determinar.
). Un electr3n 9 un potr3n li!res son li!erados en campos el:ctricos id:nticos i< Hu: se compara las magnitudes de la fuer"a el:ctrica ejercida so!re las ' partículas a< s millones de 6eces m4s grande para el electr3n !< s miles de 6eces ma9or para el electr3n. c< Son iguales. d< s miles de 6eces menor para el electr3n. e< s millones de 6eces menor para el electr3n. f< ue es cero para el electr3n. g< ue es cero para el prot3n. ii< Compare las magnitudes de sus aceleraciones. lija entre las mismas posi!ilidades. !< s miles de 6eces ma9or para el electr3n
). Se coloca un o!jeto con carga negati6a en una regi3n del espacio donde el campo el:ctrico 6ertical se dirige >acia arri!a. HCu4l es la direcci3n de la fuer"a el:ctrica ejercida so!re esta carga a< Wacia arri!a. !< Wacia a!ajo. c< -o >a9 fuer"a d<a fuer"a puede ser en cual2uier direcci3n.
)&. 1pli2ue las diferencias entre densidad de carga lineal8 superficial 96olum:tricaO d: ejemplos de cu4ndo de!er4 utili"arse cada una.
a densidad líneal es en una dimensi3n8 se di6ide la carga entre la longitud8 su unidad es coulom! so!re metro8 se usa para medir la densidad de >ilos8 ca!les8 6arillas8 alam!res8 etc. a superficial es en ' dimensiones8 es la carga entre el 4rea8 su unidad es coulom! so!re metro cuadrado8 se usa para medir la densidad de placas8 l4minas8 cartones8 pisos8 etc. a 6olum:trica es en % dimensiones8 es la carga entre el 6olumen8 su unidad es coulom! so!re metro cG!ico8 se aplica como en !lo2ues8 cu!os8 etc.
)E. Ha 6ida sería distinta si los electrones tu6ieran carga positi6a 9 los protones carga negati6a Ha elecci3n de los signos el:ctricos tiene alguna importancia so!re las interacciones físicas 9 2uímicasH*or 2u:
Sería diferente de!ido a las masas 9 la fuer"a gra6itacional so!re ellas8 el prot3n es m4s pesado 2ue el electr3n seguiría en el nGcleo aun2ue tu6ieran cargas in6ertidas.
'(. Considere ' dipolos el:ctricos en el espacio 6acío. Cada dipolo tiene carga neta cero. H1iste entre los dipolos una fuer"a el:ctricaO es decir8 ' o!jetos c on carga neta cero pueden ejercer fuer"as el:ctricas uno so!re otro Si es así8 Ha fuer"a es atracci3n o de repulsi3n
-o >a9 fuer"a8 por2ue tienen carga ( 9 carga neta (