Download GUÍA : Ley de Coulomb, Campo Eléctrico, Potencial y Capacitancia.

EJERCICIOS DE APLICACIÓN
1.- Un núcleo de helio tiene una carga de +2e y uno de Neón de +10e,
donde e es el cuanto de carga, 1.60x10 19 C. Encuentre la fuerza de
repulsión ejercida sobre una de ellas debido a la otra, cuando se encuentran
apartados, 3 nanómetros (1 nm = 10 9 m . Considérese que ellos se
encuentran en el vacío.
(0.51nN)
2.- En el modelo de Bohr el átomo de hidrogeno, el electrón (q=-e), en una
orbita de radio 5.3x10 11 m. La atracción del protón por el electrón aporta
la fuerza centrípeta necesaria para mantener al electrón en la orbita .Calcule
2.1.- La fuerza de atracción eléctrica entre las partículas.
2.2.- la rapidez del electrón (masa del electrón, 9.1x10 31 Kg.)
(82nN, 2.2x10 6 m/s)
3.- Tres cargas puntuales se colocan en el eje X como indica la figura
.Determine la fuerza neta sobre la carga de -5 C ocasionadas por las otras
dos cargas.
(0.625N)
4.- Determínese la razón de la fuerza eléctrica de Coulomb y la fuerza
gravitacional entre dos electrones en el vacío
(4.2x10 42 )
7.- Dos cargas están colocadas sobre el eje X según indica la fig. ¿Dónde
debe colocarse una tercera carga q si la fuerza sobre esta debe ser cero?
(1.375m, -0.175m)
9.-
9.1.-Calcule la intensidad del campo eléctrico E en el aire a una distancia
de 30cm de una carga puntual q 1  5 x10 9 C
9.2.- La fuerza sobre una carga q 2  4 x10 10 C colocada a 30cm de q 1
9.3.- La fuerza sobre la carga q 3  4 x10 10 C colocada a 30cm de q 1 (en
ausencia de q 1 )
(500N/m dirigido hacia fuera de q 1 , 0,2 N dirigido hacia
fuera de q 1 , -0,2 N dirigido hacia q 1 )
10.- Para la situación mostrada en la fig. Encuentre:
10.1.- La intensidad del campo eléctrico en P
10.2.- La fuerza sobre una carga de  4 x10 8 C colocada en el punto P
10.3.- El lugar en el cual el campo eléctrico es igual a cero (en ausencia de
la carga de  4 x10 8 C )
(9x10 5 N/C hacia la derecha, -0.036 N ,
0.10m)
13.- Supóngase que en el problema anterior, un electrón se dispara en línea
recta hacia arriba desde el punto P con una rapidez de 5000000 m/s
.Calcule la distancia sobre el punto A donde el electrón golpea la placa
positiva.
(12cm)
14.- Suponga que en el problema 12.-, un protón se dispara con una
rapidez de 2ooooo m/s desde A hacia P .¿Cuál será su rapidez justamente
antes de golpear la placa en el punto P?
(335km/s)
16.- ¿Cuánto trabajo se requiere para llevar un electrón desde la Terminal
positiva de una batería de 12V hasta la Terminal negativa?
(1.92x10 18 J )
17.- ¿Cuánta energía potencial pierde un protón cuando pasa a través de
una caída de potencial de 5kV?
(-8x10 16 J )
18.- un electrón parte del reposo y cae a través de una caída de potencial de
80V .¿Cuál es su rapidez final?
(5.3x10 6 m/s)
19.19.1.-¿Cuál es el potencial absoluto para cada una de las siguientes
distancias medidas desde una carga de 2 C , r=10cm y r=50cm?
19.2.-¿Cuánto trabajo se requiere para mover una carga de 0.05 C desde
un punto en r = 50cm hasta un punto en r = 10cm?
19.3.- Suponga que un protón se suelta en r = 10cm .¿Qué tan rápido se
estaría moviendo al pasar por el punto r =50cm?
(180kV, 36kV, 7,2mJ, 5.3x10 6 m/s)
20.- en la fig. E=2KV/m y d=5mm .Se dispara un protón desde la placa B
hacia la placa A con una rapidez de 100km/s. ¿Cuál será su rapidez un
instante antes de golpear la placa A?
(90km/s)
21.- Un núcleo pequeño tiene una carga de +50e. Calcular:
21.1.-El potencial absoluto V en un radio de 10 12 m medido desde el
núcleo.
21.2.-Si el protón se suelta en este punto .¿Qué tan rápido se estará
moviendo cuando se encuentre a 1m del núcleo?
(72KV, 3,7x10 6 m/s)
22.- Las siguientes cargas puntuales están colocadas sobre el eje x: +2 C
en x=20cm, -3 C en x=30cm, -4 C en x=40cm.Encontrar el potencial
absoluto en x=0
(-90KV)
23.- Dos cargas puntuales +q y –q, están separadas una distancia d. ¿En qué
punto, aparte del infinito, es el potencial absoluto igual a cero?
(r=r’)
24.- Cuatro cargas puntuales están colocadas en las esquinas de un
cuadrado que tiene 30cm de lado. Calcular el potencial en el centro del
cuadrado si:
24.1.- Cada una de las cuatro cargas tiene +2 C , y
24.2.-dos de estas cargas son +2 C y las otras dos -2 C .
(3,4x10 5 V, 0)
25.- En la figura, la carga en A tiene +200pC, mientras que la carga en B 100pC. Calcular:
25.1.-El potencial absoluto en los puntos C y D
25.2.- El trabajo que se debe hacer para llevar una carga de +500 C desde
el punto C al punto D.
(-2.25V , 5.06J)
26.- Dos protones se mantienen en reposo, separados por una distancia de
5x10 12 m .Cuando se sueltan se repelen. ¿Qué tan rápido se moverá cada
uno cuando estén muy separados uno del otro?
(166km/s)