UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA INSTITUTO DE EDUCACIÓN A DISTANCIA PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

TALLER 1 - FÍSICA 3 Electrostática

1. En los vértices de un triángulo equilátero existen tres cargas, según se muestra en la figura A. Calcule la fuerza eléctrica sobre la carga q1 B. Calcule el campo eléctrico en la posición de la carga de 4µC debido a la acción de las cargas q2 y q3. C. Utilice la respuesta anterior para recalcular la fuerza ejercida sobre la carga de 4µC

2. Un objeto con una carga de 10µC se coloca en un campo eléctrico uniforme de 400N/C con dirección vertical. ¿Cuál es el valor de la masa del objeto si se queda “flotando” en el campo?

3. Un protón se acelera a partir del reposo en un campo eléctrico uniforme de 840N/C. Poco tiempo después su

rapidez es de 5x 106 m/s (no relativa, ya que v es mucho menor que la velocidad de la luz). Determine: La aceleración del protón, el tiempo en el cual alcanza esta velocidad, la distancia recorrida en ese tiempo, la energía cinética del protón en ese momento.

4. Se lanza un electrón con rapidez inicial vo= 1,0x106 m/s hacia el interior de un campo uniforme entre las placas paralelas. Suponga que el campo entre las placas es uniforme y está dirigido verticalmente hacia abajo, y que el campo fuera de las placas es igual a cero. El electrón ingresa al campo en un punto equidistante de las dos placas. Si el electrón apenas libra la placa superior al salir del campo, encuentre la magnitud del campo eléctrico.

MOVIMIENTO HORIZONTAL

ASCENSO:

( )

( )

( )

q3= -6 µC

1 m

q1= 4 µC q1= 5µC

q2= 10 µC

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5. Los electrones de un haz de luz tienen cada uno una energía cinética de 5 x10-6 Julios. ¿Cuál es la magnitud y dirección del campo eléctrico que detendrá estos electrones en una distancia de 10cm.?

6. Las cargas puntuales q1=-4 nC y q2=4nC están separadas 3mm, y forman un dipolo eléctrico. Calcule el momento dipolar eléctrico (magnitud y dirección). b) Las cargas están en un campo eléctrico uniforme de 400N/c, cuya dirección forma un ángulo de 36,9° con la línea que une las cargas. ¿Cuál es la magnitud del par de torsión que ejerce sobre el dipolo?

Potencial Eléctrico y Capacitores 7. Un campo eléctrico ( ) intersecta una superficie cuadrada de 20cm de lado calcule el flujo

eléctrico a través de la superficie suponiendo que ésta está: (a) paralela al plano yz; (b) paralela al eje xy, (c) paralela al plano xz.

8. Una lámina plana tiene forma rectangular con lados de longitud 0,400 m y 0,600 m. La lámina está inmersa en un campo eléctrico uniforme de magnitud 75,0 N/C dirigido a 20° con respecto al plano de la lámina. Encuentre la magnitud del flujo eléctrico a través de la lámina.

( )

9. Las cargas siguientes están localizadas en el interior de un submarino: -12µC, 8µC, 35µC y -50µC. (a) Calcule el flujo eléctrico neto a través del casco del submarino. (b) ¿Cómo es el número de líneas de campo eléctrico que salen en comparación con las que entran: mayor, igual o menor?

10. Dadas dos cargas eléctricas de 4µC y una carga de prueba q=2x10-18C en el origen, se ubican como lo indica la figura. A. Calcular el valor de la fuerza neta sobre la carga de prueba. B. El campo eléctrico en el origen debido a las dos cargas de 4µC. C. El potencial eléctrico en el origen debido a las dos cargas de 4µC. D. La energía potencial del sistema.

( )

( )

Q=4µc

80 cm

Q=4µc

80 cm

q=2x10-18

C

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∑

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∑

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11. Dos cargas puntuales q1=10nC y q2=6nC están separadas 0,100 m. El punto A está a la mitad de la distancia entre

ellas; el punto B está a 0,080 m de q1 y 0,060 m de q2. Considere el potencial eléctrico como cero en el infinito. Determine el potencial en el punto A y el potencial en el punto B

12. Determine la capacitancia y la máxima diferencia de potencial aplicable a un capacitor de placas paralelas con dieléctrico de papel impregnado en parafina si su sección transversal de cada placa es circular de radio 0,75cm y la separación entre las placas es de 0,040mm.

13. Para el montaje de la figura (a) Encuentre la capacitancia equivalente entre los puntos a y b. (b) Calcule la carga carga se almacena en esta combinación de capacitores, si ΔVab = 20V.