distancia 2L. Determinar: (a) La fuerza eléctrica sobre otra carga Q colocada en un punto de la mediatriz del segmento que las une. (b) Calcule el valor máximo de tal fuerza.
39. Una carga se reparte uniformemente en el eje y,
desde y = 0 hasta y = ∞. La densidad de carga en el eje y es λ. Determine la fuerza ejercida sobre una carga puntual q situada en el eje x en x = x0.
40. Calcule la fuerza eléctrica sobre una carga puntual
positiva de 2,4 μC, colocada a 4 cm sobre el centro de una placa maciza uniformemente cargada, de 6 cm de radio, que tiene una carga positiva total de 10 μC..
41. ¿Cuánta carga +Q se debe distribuir uniformemente en una placa cuadrada y horizontal, de 1 m de lado, si debe quedar suspendida en el aire una masa de 1 g y carga de 1 μC a 1 mm de la superficie de la placa?. Tenga en cuenta la gravitación en este problema. ¿Cuál sería la respuesta si la pelota debe quedar suspendida 2 mm sobre la placa?.
42. Una carga única q1 = +10-7C, esta fija en el plano
de la base de un plano inclinado que forma un ángulo θ con la horizontal. En una ranura lisa y sin fricción del plano, se coloca una pelotita de m = 2 g de masa, y con una carga de q1 = +10-7C, el plano
se prolonga directamente la carga fija como se ve en la figura. Se puede mover pendiente arriba o abajo hasta quedar a una distancia estable l = 10 cm, de la carga fija. Determine el valor de θ.
43. Encuentre la fuerza eléctrica sobre una carga
puntual q = 1 nC ubicada en el punto A debido a la interacción eléctrica de las cargas mostradas en la figura si q1 = 2,63μC y q2 = -2,63μC, d = 10 cm,
r1= 50 cm y .
44. Se tiene dos varillas de forma semicircular de
radios R1 y R2 cargados uniformemente con Q1 y Q2
respectivamente. (a) Calcular la fuerza eléctrica F sobre la carga puntual q ubicada en el centro de curvatura común. (b) Si R1 =R2/2, calcular la
relación entre cargas para que la fuerza neta sobre q se anule.
45. Determine la fuerza que una esfera de radio R,
carga y densidad de carga superficial σ constante, ejerce sobre una carga puntual q0 colocada, (a)
fuera de ella y (b) adentro de ella.
46. Determinar la fuerza que una esfera de radio R,
carga Q y con una distribución volumétrica de carga cuya densidad es , ejerce sobre una carga puntual q0 colocada, (a) fuera de ella y (b)
adentro de ella.
47. Una superficie en forma de cuadrado de lado L
lleva una carga Q distribuida uniformemente sobre su superficie, determine la fuerza eléctrica que esta distribución ejerce sobre una carga puntual +q ubicada a una distancia H desde el centro del cuadrado como se muestra en la figura
48. Una barra delgada de vidrio tiene la forma de
semicírculo de radio R, como se muestra en la figura. Una carga es distribuida no uniformemente a lo largo de la barra con una densidad lineal dada por , donde λ0 es una constante
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positiva. Determine: (a) la fuerza eléctrica sobre una carga puntual q0 ubicada en el punto O (centro
de la semicircunferencia, (b) si la carga puntual es un protón, ¿Cuál sería la aceleración que éste experimenta?. Considere que R = 1 cm y λ0 = 1,0
μC/m y q0 = 20 nC.
49. Estimar la fuerza neta entre el grupo CO y el grupo
CN mostrado en la figura. El carbono C y el Oxígeno O tienen cargas de y el hidrógeno y el nitrógeno tienen cargas de , donde e es la carga del electrón. Sugerencia: desprecie las fuerzas internas entre C y O así como entre H y N
50. Un electrón se mueve en un círculo de radio R
alrededor de un alambre delgado con una densidad de carga uniforme en un espacio vacío, como se muestra en la figura. La densidad de carga sobre el hilo es . (a) ¿Cuál es la fuerza eléctrica sobre el electrón (magnitud y dirección?. (b) ¿Cuál es la velocidad del electrón?. (c) El movimiento es circular uniforme?. ¿Si es verdadera la parte (c) ¿Cuál sería la frecuencia circular?.
51. Las barra L1 en el eje x y la barra L2 en el eje y
llevan densidades de carga uniformes λ1 y λ2.
Determine la fuerza eléctrica sobre una carga puntual +q ubicada en el punto P y a las distancias perpendiculares a las barras indicadas.
52. Un alambre en la forma de un cuadrado de lado L
lleva una densidad de carga uniforme λ. Encuentre la fuerza eléctrica sobre una carga puntual +Q ubicada a una distancia d ( punto P) sobre el eje del cuadrado
53. Una copa hemisférica aislante de radio R lleva una
carga total q distribuida sobre su superficie. Determine la fuerza eléctrica que esta distribución ejerce sobre una carga puntual +Q ubicada en el centro de la copa
54. Una carga positiva +Q es distribuida uniformemente a lo largo del eje +x desde x = 0 a x = a. Una carga negativa –Q es distribuida uniformemente a lo largo del eje –x desde x = 0 hasta x = -a. Hay una carga puntual positiva +q sobre el eje positivo de las y a una distancia y del origen. (a) halle la magnitud y dirección de la fuerza resultante que las distribuciones de carga ejercen sobre +q. Muestra que esta fuerza es proporcional a y-3 cuando y >> a. (b) suponga ahora que la carga puntual +q se encuentra sobre el eje positivo +x, a la distancia x > a del origen. Determine la fuerza neta sobre +q debido a las distribuciones de carga.
55. Una esfera pequeña de 9 µg de masa y carga
q = -4,30 µC se encuentra moviéndose en una órbita circular alrededor de una esfera que tiene una
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carga Q = +7,50 µC. Si la velocidad de la esfera pequeña 5,90. 103 m/s. ¿Cuál es el radio de la órbita. Considere a la esfera como puntual e ignore la gravedad.
56. La figura muestra una barra larga de longitud L, sin
masa y no conductora, con un pivote en su centro y equilibrada con un bloque de peso W colocado a una distancia x del extremo izquierdo. En el extremo izquierdo y derecho de la barra se encuentran pequeñas esferas conductoras con cargas con cargas q y 2q, respectivamente. A una distancia h de cada una de estas esferas se encuentra una esfera fija con carga positiva +Q. (a) Encuentre la distancia x cuando la barra esté horizontal y balanceada. (b) ¿Qué valor debe tener h de tal manera que la barra no ejerza fuerza vertical sobre el cojinete cuando la barra esté horizontal y balanceada?.