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FISICA II Diseño Industrial Segundo Cuatrimestre 2011 Naturaleza de la luz Trabajo práctico 1- Qué tipo de carga adquiere una varilla de vidrio si se la frota con lana? Y una de caucho si se la frota con seda? 2-Dos cargas puntuales están a 6 cm de distancia. La fuerza de atracción entre ellas es de 20 N. Calcula la fuerza entre ellas cuando están a 12 cm de distancia. Porqué puedes resolverlo sin conocer las magnitudes de las cargas? Si las cargas tienen la misma magnitud, cuál es su valor? 3- Si un protón es repelido con determinada fuerza por una partícula cargada, en qué factor disminuirá la fuerza si el protón se aleja de la partícula hasta tres veces la distancia original?. Cual es el signo de la carga de la partícula? 4- Dos pastillas, cada una de ellas con una carga de 1 C están separadas 3 cm. Cuál es la fuerza eléctrica entre ellas? Qué masa deberá tener un objeto para sentir la misma fuerza en el campo gravitacional terrestre? 5- Los especialistas en electrónica no tienen en cuenta la fuerza de gravedad sobre los electrones. Parta averiguar por qué, calcula la fuerza de gravedad terrestre sobre un electrón y compárala son la fuerza que ejerce sobre él un campo eléctrico de 10.000 N/C (10.000 V/m) 6- Los físicos atómicos no tienen en cuenta el efecto de la gravedad dentro de un átomo. Para ver por qué calcula y compara las fuerzas gravitacional y eléctrica entre un protón y un electrón a 10-10 m de distancia. 7- Una gotita de una impresora de inyección de tinta lleva una carga de 1,6 x 10-10 C y es desviada hacia el papel por una fuerza de 3,2 x 10-4 N. Qué intensidad de campo eléctrico produce esta fuerza? 8-Calcula el campo eléctrico creado por una carga Q = +2 μC en un punto P situado a 30 cm de distancia en el vacío. Calcula también la fuerza que actúa sobre una carga q = -4 μC situada en el punto P. 1 FISICA II Diseño Industrial Segundo Cuatrimestre 2011 Naturaleza de la luz 9- La diferencia de potencial entre una nube de tormenta y el suelo es de 100 millones de volts. Si un rayo pasa una carga de 2 C de la nube al suelo, cuál es el cambio de energía potencial eléctrica de la carga? Ejemplo 1: La distancia entre el electrón y el protón en el átomo de hidrógeno es de 5,3.10-11 m. Compara las fuerzas electroestática y gravitatoria que se ejercen mutuamente Datos: Masa del protón: mp = 1,67.10-27 kg. Masa del electrón me = 9,1.10-31 kg. Carga del protón: +e = +1,6.10-19 C Carga del electrón: -e = -1,6.10-19 C |-e| = |+e| = 1,6.10-19 C r = 5,3.10-11 m Aplicamos la ley de Coulomb para hallar la fuerza electroestática que ejercen mutuamente las dos partículas: |Fe| = 8,2.10-8 N Aplicamos la ley de la gravitación universal para hallar la fuerza gravitatoria que se ejercen mutuamente las dos partículas: |Fg| = 3,6.10-47 N La fuerza electroestática es 1039 veces mayor que la fuerza gravitatoria. Este resultado pone de manifiesto que a nivel atómico las fuerzas electroestáticas son mucho más intensas que las gravitatorias. 2