Luis Gonzalo Revelo Pabn

I.E.M.Mara Goretti

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PROBLEMAS RESUELTOS DEL CAMPO ELECTRICO

ACTIVIDAD 1: Hallar la intensidad del campo elctrico en el aire generado por una carga fuen-te Q=5x10

2 C, a una distancia de 30 cm.

DATOS: .r=30 cm= 30x10

-2 cm

Q=5x10-9

C. K= 9x10

9 N.m

2/C

2

PREGUNTA:

E=?

( )

= 500 N/C

ACTIVIDAD 2: Calcular la intensidad de un campo elctrico, si al colocar una carga de prueba

igual a 48 C acta con una fuerza de 1,6 N. DATOS:

q=48 C =48X10-6C F= 1,6 N PREGUNTA: E=? Solucin:

ACTIVIDAD 3: Encontrar la carga elctrica fuente del helio, sabiendo que el valor de la intensi-dad del campo elctrico producido por l es de 2,88x10

9 N/C, en un punto situado en el aire a

1nm DATOS E= 2,88x10

9 N/C

.r = 1nm = 1x10-9

m K=9x10

9Nm

2/C

2

PREGUNTA Q=?

Solucin:

entonces:

remplazamos:

Q= 3,2X10-19C pero un Coulomb 1C = 1e/1.6x10-19 Q=3,2x10-19(1e/1.6x10-19)= 2e ACTIVIDAD 4: En un punto P del espacio existe un campo elctrico de 5x10

4N/C. Si una carga

positiva de 1,5 C, se coloca en el punto P, Cul ser el valor de la fuerza elctrica que actual sobre ella?

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DATOS E= 5x10

4N/C

.q= 1,5 C = 1,5x10-6C PREGUNTA F=?

Solucin:

entonces F= Eq remplazamos:

F=( 5x104N/C)( 1,5x10

-6C) =0,075 N

ACTIVIDAD 5: Se tiene una carga puntual fuente Q = 4x10

-8 C. Calcular la intensidad de cam-

po elctrico a una distancia de 2 m de ella. DATOS Q=4X10

-8 C

.r =2m K= 9x10

9 N.m

2/C

2

PREGUNTA:

E=?

( )

= 90 N/C

ACTIVIDAD 6: Se tienen dos cargas fuente: Q1=5X10-6

C y Q2= - 2,5X10-6

C como se muestra en la figura; calcular la intensidad de campo elctrico en el punto P DATOS Q1=5X10

-6 C

Q2=-2,5X10-6

C K=9X10

9 Nm

2/C

2

PREGUNTA E=? Solucin: Para determinar el sentido de E1 y E2, se toma una carga de prueba (+) y se analiza si hay atraccin o repulsin en este punto con respecto a las otras cargas, el sentido de E coincidir con el de la fuerza elctrica.

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La intensidad del campo elctrico en el punto P ser igual a: ET=E1 + E2

Entonces: ET=4500 N/C + 3600 N/C =48600 N/C

ACTIVIDAD 7: Se tienen dos cargas fuente: Q1=+5X10-6

C y Q2= + 2,5X10-6

C como se mues-tra en la figura; calcular la intensidad de campo elctrico en el punto P DATOS Q1=+5X10

-6 C

Q2=+2,5X10-6

C K=9X10

9 Nm

2/C

2

PREGUNTA E=? Solucin: Para determinar el sentido de E1 y E2, se toma una carga de prueba (+) y se analiza si hay atraccin o repulsin en este punto con respecto a las otras cargas, el sentido de E coincidir con el de la fuerza elctrica.

Entonces: ET=4500 N/C - 3600 N/C =41400 N/C.

ACTIVIDAD 8: Cul es el valor del campo elctrico total en el origen del plano cartesiano? Si

hay tres cargas fuente Q1=+2 C ubicada en el punto (-5,0), Q2=-1.0 C ubicada en el punto

(3.5,0) y la carga Q3=-1,5 C ubicada en el punto (0,4). Las distancias entre ellas estn dadas

en metros.

DATOS

Q1=+2 C =+2x10-6

C ubicada en el punto (-5,0)

Q2=-1.0 C = - 1.0x10-6

C ubicada en el punto (3.5,0)

Q3=-1,5 C = -1,5x10-6

C ubicada en el punto (0,4)

K=9x 109 Nm

2/C

2

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PREGUNTA

Et=? en el punto (0,0)

Solucin:

Por la ley de las cargas, una carga de prueba +q (siempre se la considera positiva) ubicada en

el origen del plano cartesiano, debe experimentar un campo elctrico por cada una de las car-

gas -Q1, +Q2, y -Q3 en las direcciones vectoriales indicadas en el grfico. Entonces encontre-

mos el mdulo de los campos elctricos E1, E2,y E3, para ello tenemos por definicin que:

El valor de las componentes horizontal y vertical es igual a:

Por lo tanto el campo elctrico en el origen del plano ser igual:

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ACTIVIDAD 8: Cul es el valor del campo elctrico total en el punto A? Si hay dos cargas

fuente Q1=+50 C y Q2=- 50 C. Dado el siguiente grfico. Resolverlo por el Mtodo del parale-

logramo

DATOS

Q1=+50 C =+50x10-6

C

Q2=-50 C = - 50x10-6

C

K=9x 109 Nm

2/C

2

PREGUNTA

Et=? en el punto A

Solucin:

Por la ley de las cargas, una carga de prueba + A (siempre se la considera positiva) ubicada en

el vrtice del tringulo rectngulo, debe experimentar y obtener un campo elctrico como resul-

tado de los campos elctricos generados por cada una de las cargas +Q1, y - Q2. Ahora en-

contramos el mdulo de los campos elctricos E1, y E2, para ello aplicamos la definicin de

campo elctrico as:

Para encontrar el valor del campo elctrico total en el punto A, aplicamos el mtodo del parale-

logramo. As: pero

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E1=5.106 N/C

E2=125.104 N/C

=90+30=120 Remplazamos

ACTIVIDAD 9: Cul es el valor del campo elctrico total en el punto A? Si hay dos cargas

fuente Q1=+50 C y Q2=- 50 C. Dado el siguiente grfico. Resolverlo por el Metodo de las

Coordenas Rectangulares.

DATOS

Q1=+50 C =+50x10-6

C

Q2=-50 C = - 50x10-6

C

K=9x 109 Nm

2/C

2

PREGUNTA

E=? en el punto A

Solucin:

En primer lugar hacemos coincidir el origen del plano cartesiano, con el centro del Pun-to +A.

A continuacin descomponemos el vector E2 en dos componentes perpendiculares en-tre s, para ello trazamos desde el extremo del vector E2 lneas paralelas a los ejes car-

tesianos X,Y.

De esta manera obtenemos la componente horizontal +E2,x y la componente vertical - E2,y hacindoles corresponder a cada una de ellas el signo que les corresponde

al cuarto cuadrante, porque que es el lugar donde se encuentra el vector E2.

El valor de cada una de las componentes es igual a:

Sen 30=

entonces E2y = - E2.sen 30=-1250000N/C.sen30=-625000N/C

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Cos 30=

entonces E2x = + E2 Cos30 +1250000N/Ccos30=+1082531,7N/C

Encontremos la suma de todos los vectores verticales que se aplican en el punto A. Es

decir:

Encontremos la suma de todos los vectores horizontales que se aplican en el punto A. es decir.

El valor del campo elctrico E, est dado por la expresin rem-

plazamos para obtener: ]

= 4506939 N/C