Ejercicios de Fisica

°24.18.- Si dos cargas puntuales, iguales de 1 C. están seperadas en aire por una distancia de un km.,¿ Cual seria la fuerza entre ellos? R: 9 kN de repulsión F=(9x10 9 N x m 2/ C2) (1C) (1C) / (1000mts.)2 F= 9000N= 9 kN de repulsion °24.17.- Cuantos electrones están contenidos en 1.0 C de carga? ¿ Cua es la masa de los electrones en 1.0 C de carga? R= 5.7 x 10 -12 (9.1x10 -31 Kg) (6.2x10 18) = 5.7x 10 -12 kg

°24.19.- Determine la fuerza entre 2 electrones libres separados 1.0 (10 -10 m) en el vacio? F= (9 x 10 9 N. m2 / C 2) (1.6 x 10 -19) 2 / (1 x 10 -10 m)2 F= 23x 10 – 8 = 23 nN de repulsion

°24.20.- Cual es la fuerza de repulsion entre dos nucleos de argon que estan separados 1.0 nm (10-9m) en el vacio? La carga de un nucleo de argón es de – 18 e R=75 nN F= 9x 10 9 ( 18 x 1.6x 10- 19)2/( 1 x109)2 F= 7.46x 10 – 18N= 75 nN

°24.21.- Dos pequeñas bolas igualmente cargadas están separadas 3.0 cm en el aire y se repelen con una fuerza de 40 mN. Calcula la carga de cada bola R: 2 nN Q2=( 40 x10 – 6N) (0.03m)2/9x109 N.m2/c2 Q2= 4 x10- 18 Q= 4x10 -18 Q= 2 x 10 -9 N= 2 nN

°24.22.- 3 cargas puntuales se colocan sobre ejeX: + 2.0 mC en X = 0, -- 3.0 mC en X= 40 cm y –5.0 mC en X = 120 cm. Encuetre la fuerza a) Sobre la carga de –3.0 mC, b) sobre la carga de –5.0 mC R: a) – 0.55 N: b) 0.15 N F1= (9x109 N.m2/C2)(3x10—6 C) (5x10 –6C) / ( 0.8 mts)2 F1= --0.210 N F2= ( 9x109.N.m2/C2) (2.10—6 C) ( 3x10 –6C)/ (0.4mts)2 F2= --0.3375 Fx= --0.3375 –0.210= --0.5475N = --0.55N F= (9x109.N.m2/C2) (5x10—6C) (2 x10—6 C)/(1.2mts) 2 F= 0.0625N F= 0.210N –0.0625 N = 0.1475 N= 0.15 N

°24.23.- 4 cargas iguales puntuales, iguales de + 3.0 mC se colocan en las 4 esquinas de un cuadrado cuyo lado es de 40 cm. Determine la fuerza sobre cualquiera de las cargas. R: 0.97 hacia afuera a lo largo de la diagonal

F1=(9x109N.m2/C2) (3x10—6 C)2 / ( 0.5656 mts) 2 F1=0.2532 N F2= (9 x109N.m2/C2) ( 3x10—6C)2 / ( 0.4mts)2 F2=.50 N Fx=0.25 cos 45°= 0.1767 N Fy=0.25 sen 45°= --0.1767 N Fx= 0.17N + 0.50 N= 0.6767 N Fy= -- 0.1767 –0.50= --0.6767N R (0.6767)2+(--0.6767)2 = 0.97N °24.24.- Cuatro cargas puntuales de igual magnitude (3.0 mC) se colocan en las esquinas de un cuadrado de 40 cm de lado. Dos, diagonal mente opuestas son positivas y lasotras dos son negativas. Determine la fuerza sobre una de las cargas negativas F= (9x109N.m2/C2) (3x10—6)2 / (0.4mts) 2 F= 0.50 N C=a 2 + b2 C= (40)2+ (40)2 C=56.56 cm= 0.5656mts F=(9x109N.m2/C2)(3x10—6)2 / (0.5656 mts)2 F=0.2532N Fx=--0.25 cos 45° = --0.1767N Fy=0.25 sen 45°= 0.1767 N Fx=--0.1767N+ 0.50 N = 0.3233 Fy=--0.1767—0.50N= ---0.32333N R: (--0.3233)2+(0.3233N)2= 0.4572 N=0.46N

°24.25.- Cargas de +2.0, +3.0 y –8.0 mC se colocan en los vértices de un triangulo equilátero cuyo lado es de 10 cm. Calcule la magnitud de las fuerzas que actua sobre la carga de –8.0 mC debido a las otras 2 carga F1=(9x109N.m2/C2)(8x10—6C)(2x10—6C)/(0.1mts)2 F1=14.4mts F2=( 9x109N.M2/C2)(8x10—6c)(3x10—6C)/(0.1mts)2 F2=21.6NF3=(9x109N.m2/C2)(2x10-6)(3x10—6C)/(0.1mts)2 F3= 0.4N F1x=21.6 cos 60°= 70. 8N F1y=21.6 sen 60°--18.7N F2x=14.cos de 60°=7.2 N F2y=14.4 sen de 60°= --12.47N Fx=--10.8N + 7.2N= --3.6N Fy=--18.7N—12.47N=--31.17N R= (--31.17)2+(--3.6N)2= 31.37 N= 31N

24.26.- una carga de 5 mC se coloc en x = 0 y una segunda carga de +7 mC en x = 100 cm. Donde se puede colocar una tercera carga paraqué que la fuerza netaque experimente debido a las otras sea cero? R: En x 45cm F=0 (100—x)2 / x2 = q2/q1 (100—x)2 /x2= q2/q1 100—x/x= q2/q1 100/x -1= q2/q1 100/x=(1+ q2/q1) 100/1+- q2/q1 X=100/1+ 7mC/5 mts= 46cm

24.31 Una bola de 0.200 g cuelga de un hilo en un campo eléctrico vertical uniforme de 3.00 kNC dirigido hacia arriba. ¿Cuál es la carga sobre la bola si la tensión en el hilo es a) cero y b) 4.00 mN?

Fe: fuerza eléctrica

Fe = q * E

q: carga eléctrica E: campo eléctrico (3 * 10^3 N/C) Realizando ciertas conversiones para llevar las unidades al SI 0,2 g * (1 kg / 1000 g) = 200μ kg

a) Si T= 0

Fe = m*g

q*E=m*g

q = (m * g) / E

q = (200*10^-6 kg)*(9,8 m/s^2) / (3 * 10^3 N / C)

q = 653,3333nC

b) Si T = 4 * 10^-3 N

Fe = mg - T

q*E = mg - T

q = (mg - T) / E

q = [(200*10^-6 kg)(9,8 m/s^2) - (4*10^-3 N)] / (3*10^3 N/C)

q = - 680nC

°24.24.- Cuatro cargas puntuales de igual magnitude (3.0 mC) se colocan en las esquinas de un cuadrado de 40 cm de lado. Dos, diagonal mente opuestas son positivas y lasotras dos son negativas. Determine la fuerza sobre una de las cargas negativas F= (9x109N.m2/C2) (3x10—6)2 / (0.4mts) 2 F= 0.50 N C=a 2 + b2 C= (40)2+ (40)2 C=56.56 cm= 0.5656mts F=(9x109N.m2/C2)(3x10—6)2 / (0.5656 mts)2 F=0.2532N Fx=--0.25 cos 45° = --0.1767N Fy=0.25 sen 45°= 0.1767 N Fx=--0.1767N+ 0.50 N = 0.3233 Fy=--0.1767—0.50N= ---0.32333N R: (--0.3233)2+(0.3233N)2= 0.4572 N=0.46N