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IFI-100 DESCUBRIENDO LA FÍSICA
Problemas. Capítulo 10
How Things Work 3ª Edición.
Louis Bloomfield.
Traducción: Jaime Vélez Pardoi
PROBLEMAS.
1. Se sacan dos medias del secador de ropa y se encuentra que se repelen con fuerzas de 0.001 N cuando están
separadas 1 cm. Si tienen cargas iguales: ¿Qué carga debe tener cada media?
2. Si las dos medias del ejercicio 1 se separan 5 cm. ¿Qué fuerza ejercerá cada media en la otra?
3. Si se separaran todos los electrones y protones existentes en 1 g (0.001 kg) de materia, Tendríamos
aproximadamente 96,000 C de carga positiva y una cantidad igual de carga negativa. Si se colocaran éstas dos cargas
separadas una distancia de un metro: ¿Cuál sería la fuerza de atracción entre ellas?
4. Si se coloca 1 C de carga positiva en la Tierra y 1 C of de carga negativa en la Luna a 384,500 km de distancia:
¿Qué fuerza experimentaría la carga positiva que está en la Tierra?
5. ¿Qué distancia debe haber entre dos cargas de 1 C y -1 C para que se atraigan con fuerzas de 1 N?
6. La fuerza neta hacia arriba sobre el transbordador espacial en el lanzamiento es 10,000,000 N. ¿Cuál sería la
mínima cantidad de carga eléctrica que podríamos mover de su nariz a la plataforma de lanzamiento, 60 metros más
abajo, para evitar el despegue?
7. ¿Que fuerza experimenta una carga de 0.01-C en un campo eléctrico de 5-N/C que apunta hacia arriba?
8. Una media con una carga de -0.0005 C está en un campo eléctrico de 1000-N/C que apunta a la derecha. ¿Qué
fuerza experimenta la media?
9. Una tira de plástico con una carga de 0.00005 C experimenta una fuerza hacia adelante de 0.0010 N. ¿Cuál es el
campo eléctrico local?
10. Una bola de icopor con carga de -1.0 × 10-6 C experimenta una fuerza hacia arriba de 0.01 N en un campo
eléctrico. ¿Cuál campo eléctrico?
11. Si se coloca una carga de 0.0001-C en la mitad de los dos terminales de una pila de 9 V que están separados 5 mm:
¿Que fuerza experimentará la carga?
12. Si se coloca una carga de 0.0001-C equidistante de los dos terminales de una pila AA de 1.5 V que están separados
5 cm: ¿Qué fuerza experimentará la carga?
13. Un automóvil tiene una luz de lectura de 12 W en su techo. Esta lámpara opera con una caída de voltaje de 12 V
sobre ella. ¿Cuanta corriente fluye por la lámpara?
14. El desempañador de su carro opera con una corriente de 5 A. Si la caída de voltaje sobre él es de 10 V: ¿Cuánta
potencia consume mientras derrite la escarcha?
15. Un radio portátil usa dos pilas de 1.5 V en cadena. Si las dos baterías envían una corriente de 0.05 A a través del
radio: ¿Cuánta potencia le brindan al radio?
16. Tenemos dos linternas que operan con pilas D de 1.5 V. La primera usa dos baterías en cadena mientras la segunda
usa cinco pilas en cadena. En ambas linternas la corriente circulando por el circuito es de 1.5 A. ¿Qué potencia se
transfiere al bombillo en cada linterna?
17. Se tienen dos linternas que tienen corrientes de 2 A circulando por ellas. Una linterna tiene una pila de 1.5 V en su
circuito, mientras la otra tiene tres baterías de 1.5 V conectadas en una cadena que nos brinda 4.5 V. ¿Cuánta potencia
brinda la batería de la primera linterna? ¿Cuanta potencia brinda cada batería de la segunda linterna?
18. ¿Cuanta potencia consume el bombillo de la primera linterna del Problema 17? ¿Cuánta potencia consume el
bombillo de la segunda linterna?
19. Una batería alcalina de 1.5-V tipo D puede proveer aproximadamente 40,000 J de energía eléctrica. Si una
corriente de 2 A fluye a través de dos pilas tipo D mientras estás hacen parte del circuito de una linterna: ¿cuánto
tiempo podrá operar la linterna?
20. Un carro radio-controlado usa cuatro baterías tipo AA para proveer 6 V a su motor. Cuando el carro va hacia
adelante a toda velocidad, una corriente de 2 A fluye por su motor. ¿Cuánta potencia está consumiendo el motor en ese
momento?
21. La batería de su carro se descargó y unos amigos le ayudan a encenderlo usando unos cables de encendido baratos.
Un cable lleva corriente del carro de ellos al suyo y un segundo cable retorna la corriente de su carro al de ellos.
Cuando usted trata de encender su vehículo, fluye una corriente de 80 A por los cables, y aparece una caída de voltaje
de 4 V en cada cable. ¿Cuál es la resistencia eléctrica de cada cable de encendido?
22. Si se reemplazan los cables baratos del problema 21 con cables que tengan la mitad de su resistencia: ¿Qué caída
de voltaje aparecerá en cada cable si la corriente no varía?
23. Cada uno de los dos cables de una extensión calibre 16 tiene una resistencia eléctrica de 0.04 Ω. Se está usando
esta extensión para operar un horno tostador, de tal forma que una corriente de 15 A fluye por los cables. ¿Cuál es la
caída de voltaje en cada cable de la extensión?
24. ¿Que tanta potencia se desperdicia en cada cable de la extensión del problema 23?
25. Los dos cables de una línea de transmisión de alto voltaje portan 600 A a y desde una ciudad. El voltaje entre estos
dos cables es 400,000 V. ¿Cuánta potencia está entregando a la ciudad esta línea de transmisión?
26. Al llevar electricidad a las casas individualmente, la potencia del problema 25 se transfiere a circuitos de bajo
voltaje de tal forma que la corriente que pasa por las casas experimenta una caída de voltaje de sólo 120 V. ¿Cuánta es
la corriente total pasando por las casas de la ciudad?
27. ¿Cuánta corriente fluye a través de un filamento de 100-Ω cuando la caída de voltaje sobre él es de 5 V?
28. Si un filamento de 2500-Ω se somete a una caída de voltaje de de 100 V: ¿Cuánta corriente fluirá por él?
29. Si una corriente de 10-A experimenta una caída de voltaje de 1-V mientras fluye por un cable largo: ¿Cuál es la
resistencia eléctrica del cable?
30. Una corriente de 2-A, que fluye a un timbre, por un cable largo experimenta una caída de voltaje de 2-V. ¿Cuál es
la resistencia eléctrica del cable?
31. Si se envía una corriente de 5-A por un cable de 1-Ω a un timbre: ¿Qué caída de voltaje experimentará la corriente?
32. Si un filamento de 1000-Ω porta una corriente de 0.120 A: ¿Qué caída de voltaje experimentará la corriente?
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Traducción autorizada por el Dr. L Bloomfield. Solo para uso en la Universidad de Antioquia