a. Cual es la dirección del campo eléctrico en el punto P, 0,6m de lejos del origen. b. Cual es la magnitud del campo eléctrico en el punto P.

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Texto completo

(1)

b. Cual es la magnitud del campo eléctrico

en el punto P.

Una carga de prueba q = +1uC y masa de

m=2,5g se trae desde la lejana infinidad y se

coloca en el punto P.

c. Cual es la dirección de la fuerza eléctrica

sobre la carga q debido a la carga Q?

d. Cual es la magnitud de la fuerza eléctrica

sobre la carga q debido a la carga Q?

e. Cual es la aceleración de la carga q en el

instante que se libera del punto P?

(2)

1. Esfera 1 tiene una carga positiva Q = +6uC

y es ubicada en el origen

a. Cual es la dirección del campo

eléctrico en el punto P, 0,6m de lejos del

origen.

(3)

en el punto P.

E = kq/r

2

E = (9x10

9

Nm

2

/C

2

)(6x10

-6

C)/(0,6m)

2

(4)

1. Esfera 1 tiene una carga positiva Q = +6uC

y es ubicada en el origen

Una carga de prueba q = +1uC y masa de

m=2,5g se trae desde la lejana infinidad y se

coloca en el punto P.

Hacia la derecha

c. Cual es la dirección de la fuerza eléctrica

sobre la carga q debido a la carga Q?

(5)

coloca en el punto P.

F

E

= kQq/r

2

or F

E

= qE

F

E

= (1x10

-6

C)(1,5x10

5

N/C)

F

E

= 0,15N

d. Cual es la magnitud de la fuerza eléctrica

sobre la carga q debido a la carga Q?

(6)

1. Esfera 1 tiene una carga positiva Q = +6uC

y es ubicada en el origen

Una carga de prueba q = +1uC y masa de

m=2,5g se trae desde la lejana infinidad y se

coloca en el punto P.

ΣF = ma

a = ΣF/m

a = (0,15N)/(0,025kg)

a = 60 m/s

2

e. Cual es la aceleración de la carga q en el

instante que se libera del punto P?

(7)

a. Cual es la dirección del campo eléctrico debido a la

carga Q a la distancia d hacia arriba de la carga Q?

b. Cual es la magnitud del campo eléctrico debido a la

carga Q a la distancia d hacia arriba de la carga Q?

c. En el diagrama abajo, dibuja todas las fuerzas que

actúan sobre la carga q.

d. Cual debería ser el signo y la magnitud de la carga q con el fin

de mantenerlo en equilibrio?

(8)

2. Una esfera cargada negativamente con Q=-20µC se

coloca en una mesa aislador con otra pequeña carga q

con masa de m=3,6g que esta suspendido en reposo

hacia arriba de la carga Q. La distancia entre las dos

cargas es de 0,8 m.

a. Cual es la dirección del campo eléctrico debido a la

carga Q a la distancia d hacia arriba de la carga Q?

(9)

b. Cual es la magnitud del campo eléctrico debido a la

carga Q a la distancia d hacia arriba de la carga Q?

E = kQ/r

2

E = (9x10

9

Nm

2

/C

2

)(20x10

-6

C)/(0,8m)

2

E = 2,8x10

5

N/C

(10)

F

E

mg

2. Una esfera cargada negativamente con Q=-20µC se

coloca en una mesa aislador con otra pequeña carga q

con masa de m=3,6g que esta suspendido en reposo

hacia arriba de la carga Q. La distancia entre las dos

cargas es de 0,8 m.

c. En el diagrama abajo, dibuja todas las fuerzas que

actúan sobre la carga q.

(11)

d. Cual debería ser el signo y la magnitud de la carga q con el

fin de mantenerlo en equilibrio?

Para la magnitud:

ΣF = ma ya que la carga q esta en reposo, a = 0... ΣF = 0 FE - W = 0 FE = W kQ1Q2/r2 = mg Q2 = mgr2/kQ1 Q2 = (0,0036 kg)(9,8 m/s2)(0,8 m)2/(9x109 Nm2/C2)(20x10-6 C) Q2 = 1,25x10-7 C

(12)

3. Una carga Q

1

=-32uC es fijo en el eje-y a

y=4m, y una carga Q

2

=+18uC es fijo en el eje-x a

x=3m.

a. Calcula la magnitud del campo eléctrico E

1

sobre el origen debido a la carga Q

1

b. Calcula la magnitud del campo eléctrico E

2

sobre el origen debido a la carga Q

2

c. En el diagrama (hacia la derecha),

dibuja y nombra los campos eléctricos

E

1

,E

2,

y el campo eléctrico neto sobre

el origen.

d. Calcula el campo eléctrico neto

sobre el origen debido a las dos

cargas Q

1

y Q

2

.

(13)

E = KQ

1

/ r

12

E = (9x10

9

Nm

2

/C

2

) (18x10

-6

C

2

) / (4 m)

2

E = 1,8X10

4

N/C

(14)

3. Una carga Q

1

=-32uC es fijo en el eje-y a

y=4m, y una carga Q

2

=+18uC es fijo en el eje-x

a x=3m.

b. Calcula la magnitud del campo eléctrico E

2

sobre el origen debido a la carga Q

2

E = KQ

1

/ r

12

E = (9x10

9

Nm

2

/C

2

) (32x10

-6

C) / (3 m)

2

E = 1,8X10

4

N/C

(15)

derecha), dibuja y nombra los campos

eléctricos E

1

,E

2,

y el campo eléctrico

neto sobre el origen.

E

Q2

E

Q1

(16)

3. Una carga Q

1

=-32uC es fijo en el eje-y a

y=4m, y una carga Q

2

=+18uC es fijo en el eje-x

a x=3m.

d. Calcula el campo eléctrico neto

sobre el origen debido a las dos

cargas Q

1

y Q

2

.

E

net

= E

Q1

+ E

Q2

E = (1.8x10

4

)

2

+ (1.8x10

4

)

2

E = 2.5x10

4

N/C

(17)

uniforme tiene una magnitud de 500 N/C.

a. Cual es la dirección del campo eléctrico uniforme?

b. Cual es la dirección y la magnitud del campo eléctrico sobre la carga q debido al campo eléctrico uniforme.

c. En el diagrama hacia abajo dibuja y nombra todas las fuerzas que actúan sobre la carga q.

d. Calcula el ángulo θ entre la pared y la cuerda.

e. Calcula la distancia mas pequeña entre la pared y la esfera cargada. f. La cuerda se corta:

i. Calcula la magnitud de la aceleración neta de la esfera cargada q. ii. Describe la trayectoria que resulta de la esfera cargada.

(18)

4. Una pared tiene una carga distribuida negativa produciendo un campo uniforme. Una pequeña esfera dialéctica de 10g de masa y -90uC de carga es adjuntado a un extremo de una cuerda aislador de

longitud de 0,6m. El otro extremo de la cuerda es adjuntado a la pared. El campo eléctrico uniforme tiene una magnitud de 500 N/C.

Hacia la izquierda

(19)

eléctrico uniforme tiene una magnitud de 500 N/C.

F

E

= Eq

F

E

= (500 N/C) (90x10

-6

C) = 0,045 N

b. Cual es la dirección y la magnitud del campo eléctrico sobre la carga q debido al campo eléctrico uniforme.

(20)

4. Una pared tiene una carga distribuida negativa produciendo un campo uniforme. Una pequeña esfera dialéctica de 10g de masa y -90uC de carga es adjuntado a un extremo de una cuerda aislador de

longitud de 0,6m. El otro extremo de la cuerda es adjuntado a la pared. El campo eléctrico uniforme tiene una magnitud de 500 N/C.

θ

F

T

F

E

mg

(21)

eléctrico uniforme tiene una magnitud de 500 N/C.

F

T

sinθ = F

E _________________

= tanθ = F

E

/ mg

F

T

cosθ = mg

θ = tan

-1

(F

E

/ mg)

θ = 24,7

o

(22)

4. Una pared tiene una carga distribuida negativa produciendo un campo uniforme. Una pequeña esfera dialéctica de 10g de masa y -90uC de carga es adjuntado a un extremo de una cuerda aislador de

longitud de 0,6m. El otro extremo de la cuerda es adjuntado a la pared. El campo eléctrico uniforme tiene una magnitud de 500 N/C.

r = Lsin

#

r = 0,6m sin(24)

r = 0,25m

(23)

uniforme tiene una magnitud de 500 N/C. 24.7 o FE mg i. ii.

#

F =

#(

F

E2

+ mg

2

)

#

F =

#(0,045

2

+ ,098

2

) = ,108N

a = F / m = 10,8 m/s

2 f. La cuerda se corta:

i. Calcula la magnitud de la aceleración neta de la esfera cargada q. ii. Describe la trayectoria que resulta de la esfera cargada.

(24)

5. Dos esferas pequeñas con masas de m1 =m2=25g son suspendidas

por dos cuerdas de longitud de L=1,8m desde un punto común.

Las esferas cargadas están cargadas con q1=q2=q.

Cada cuerda hace un ángulo de # = 25o a lo vertical.

a. En el diagrama hacia la izquierda dibuja y nombra todas la fuerzas que actúan sobre cada esfera.

b. Calcula la distancia entre las esferas.

c. Calcula la magnitud de la fuerza eléctrica entre las esferas. d. Calcula la magnitud de las cargas en las esferas.

Una cantidad de carga sale de las esferas debido a la humedad del cuarto. Supone que la rapidez en que la carga sale de las esferas son iguales y que después de un tiempo el nuevo ángulo entre la cuerda y la línea vertical es 100.

e. Calcula el cambio en la carga eléctrica para cada esfera cuando el angulo cambia desde 250 a 10o.

(25)

a. En el diagrama hacia la izquierda dibuja y nombra todas la fuerzas que actúan sobre cada esfera.

mg

mg

F

E

F

E

(26)

5. Dos esferas pequeñas con masas de m1 =m2=25g son suspendidas

por dos cuerdas de longitud de L=1,8m desde un punto común.

Las esferas cargadas están cargadas con q1=q2=q.

Cada cuerda hace un ángulo de # = 25o a lo vertical.

r

1

= r

2

= L sin

#

= 1,8 sin 25

o

r

1

= r

2

= ,76 m

r = 1,52 m

(27)

X: F

E

= F

T

Sin

#

Y: mg = F

T

Cos

#

tanθ = F

E

/mg

F

E

= mg tanθ

F

E

= (0,025 kg)(9,8 m/s

2

)(tan 25) = 0,114 N

(28)

5. Dos esferas pequeñas con masas de m1 =m2=25g son suspendidas

por dos cuerdas de longitud de L=1,8m desde un punto común.

Las esferas cargadas están cargadas con q1=q2=q.

Cada cuerda hace un ángulo de # = 25o a lo vertical.

F

E

= K q

2

/ r

2

q =

#

(r

2

F

E

/ K) =

#(

(1.52 m)

2

(,114 N)

/ 9x10

9

Nm

2

/C

2

)

)

q = 5,4x10

- 4

C

(29)

después de un tiempo el nuevo ángulo entre la cuerda y la línea vertical es 100.

q = √(r

2

F

E

/ K) = √( (L sin 10

o

)

2

(mg tan 10

o

)

/ 9x10

9

) )

q = 1,22x10

- 6

C

Δq = 5,4 μC - 1,2 μC = 4,2 μC

e. Calcula el cambio en la carga eléctrica para cada esfera cuando el angulo cambia desde 250 a 10o.

(30)

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