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Resolver los siguientes problemas:
1) ¿A qué distancia deben colocarse dos cargas eléctricas de -250 ues(q) y 400 ues(q)
para que la fuerza de atracción sea de 100 N?
Respuesta: 0,1 cm
2) Dos cargas puntuales de 3.10-9 C y 10 ucgs se encuentran en el aire a 15 mm una de
otra. Calcular la fuerza de repulsión.
Respuesta: 13,3 dyn
3) Con los datos del problema anterior, calcular la fuerza que ejerce cada una en el punto
donde se encuentra la otra.
Respuesta: 2,34 dyn y 4,44 dyn
4) Dos cargas eléctricas de igual valor se colocan a 20 cm de distancia y se atraen con una
fuerza de 100 dyn. ¿Cuál es el valor de dichas cargas?
Respuesta: 200 ues(q)
5) Calcular el campo eléctrico en el punto A de la figura.
Respuesta: 9.109 N/C
6) ¿Cuál será la intensidad de un campo eléctrico creado por una carga de 5.10-8 C a 2
cm, 6 cm y 12 cm respectivamente de la misma?
Respuesta: 37,5 Oe, 4,16 Oe y 1,04 Oe
7) Calcular la intensidad y a que distancia de la carga se encuentra un punto de un campo
eléctrico originado por una carga de 5 C, si en ese punto la fuerza de repulsión es de
20000 dyn.
Respuesta: 133333 Oe y 57.107 cm
8) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico, si para
transportar una carga de 5 C se ha realizado un trabajo de 0,5 kgf?
Respuesta: 0,98 V
9) La diferencia de potencia entre dos puntos de un campo eléctrico es de 800 V, y se ha
realizado un trabajo eléctrico de 1,5 kgf para transportar una carga eléctrica. Indicar el
valor de la misma.
Respuesta: 0,0183 C
10) Dos cargas eléctricas de q1 = 150 ues(q) y q2 = 200 ues(q) están a una distancia r = 10
cm. Expresar en N, dyn y gf la fuerza F con que se repelen.
Respuesta: 300 dyn, 3.10-³ N y 0,306 gf
11) Calcular la distancia r a que debe colocarse una carga q1 = 500 ucgs(q) de otra carga
q2 = 3000 ucgs(q), para que la fuerza de repulsión sea F = 3 gf.
Respuesta: 22,58 cm
12) La intensidad en un punto de un campo eléctrico es E = 10000 dyn/C. Si la fuerza en
el mismo punto es F = 1000 gf, ¿cuál es el valor de la carga Q que origina el campo
eléctrico?
Respuesta: 294.108ues(q)
13) ¿Cuál es el potencial V en un punto de un campo eléctrico que está a 30 cm de una
carga puntual q = 2500 ucgs, y en otro colocado a 20 cm?
Respuesta: 83,3 ucgs(V) y 125 ucgs(V)
14) Calcular la carga de un conductor, si provoca un campo de 500 Oe en un punto
ubicado a 5 mm.
Respuesta: 125 ucgs
15) ¿Cuál es la fuerza F que aparece sobre una carga q = 3.10-8 C, colocada en un punto
de un campo eléctrico en el cual la intensidad es E = 5 N/C?
Respuesta: 15.10-8 N
16) Un conductor cargado está suspendido y aislado del techo. Calcular la carga que
deberá tener para que mantenga sobre la vertical que pasa por su centro, y a 1 cm de él,
otro conductor metálico cuya caga es de 6 ucgs y su masa de 0,4 kg.
Respuesta: 65333,33 ucgs
17) Se carga un conductor esférico de 15 cm de radio con una carga de 0,04 C. ¿Cuál es
la densidad eléctrica en un punto de la misma?
Respuesta: 42462,8 ucgs/cm ²
18) Para desplazar una carga Q = 3.10-6 Centre dos puntos de un campo eléctrico se
efectúa un trabajo
L = 0,02 J. Calcular la diferencia de potencial V entre ambos puntos.
Respuesta: 6,67.10-5 V
19) Calcular la carga de dos partículas igualmente cargadas, que se repelen con una
fuerza de 0,1 N, cuando están separadas por una distancia de 50 cm en el vacío.
Respuesta: 1,7.10-6 C
20) Calcular el módulo del vector intensidad de un campo eléctrico en un punto
A,sabiendo que en el, sobre una carga explorada de 1.10-4 C aparece una fuerza de 0,2 N.
Respuesta: 2.10³ N/C
21) Calcular el módulo del campo eléctrico en un punto que esta a 2 cm de una partícula
de 1.10-2 C.
Respuesta: 2,25.1011 N/C
22 )Si en el punto donde se calculó el campo en el problema anterior, se coloca una carga
de 4.10-³ C, ¿qué fuerza actúa sobre ella?.
Respuesta: 9.108 N
23) Hallar el valor de la carga q de una partícula tal que colocada a 1 m de otra, cuya
carga es de 2.10-8 C, la atrae con una fuerza de 2 N.
Respuesta: 3,33 C
24) Calcular la distancia r que separa dos partículas cargadas con 2.10-2 C cada una,
sabiendo que la fuerza de interacción entre ambas es de 9.105 N.
Respuesta: 2 m
25) Hallar el valor de una carga Q que produce un campo eléctrico de 20 N/C, en un
punto ubicado a 1 m de distancia.
Respuesta: 2222222222 C
26) Una carga eléctrica Q a 10 cm de distancia, crea un campo eléctrico cuyo módulo es
de 5.10-2 C. Calcular el potencial en dicho punto.
Respuesta: 0,005 V
27) Calcular la fuerza que produce una carga de 10 μ C sobre otra de 20 μ C,cuando esta
última se encuentra ubicada, respecto de la primera, a:
a) 1 cm.
b) 2 cm.
c) 0,1 cm.
28) Una bola de médula de sauco, A, tiene una carga de 40 μ C y está suspendida a 6 cm
de otra bola, B, que ejerce una fuerza de 500 N sobre la carga A, ¿cuál es la carga de la
bola B ?.
29) Una bola de médula de sauco, A, tiene una masa de 0,102 g y una carga de 0,1 μ C. A
está ubicada a 50 cm de otra bola, B,de 0,04 μ C.
a) ¿qué fuerza ejerce B sobre A?.
b) ¿cuál será la aceleración de A en el instante en que se suelta? (no tener en cuenta la
aceleración de la gravedad).
30 ) Un electróforo se puede descargar y cargar repetidas veces produciendo chispas. ¿De
dónde se obtiene la energía que produce las chispas
DESTACADOS
Problema n° 1) El filamento de una lámpara incandescente es perpendicular a un campo
magnético de densidad de flujo 0,3 Wb/m ². Calcule la fuerza lateral que experimenta una
porción de filamento de 4 cm de longitud cuando la corriente que pasa por él es de 0,5 A.
Problema n° 2) Un alambre que pesa 0,25 kg/m conectado con conductores flexibles, se
encuentra en un campo magnético de densidad de flujo 2 Wb/m ². Calcule la corriente
necesaria para que el alambre quede sin peso y cómo debe ir dirigida esa corriente.
Problema n° 3) Un alambre recto horizontal de 0,5 m de largo lleva corriente de 5 A de
sur a norte en un campo magnético cuya inducción magnética es de 0,5 N/Am hacia
arriba. Encuentre:
a) La magnitud de la fuerza de deflexión.
b) La dirección y sentido de esa fuerza.
Problema n° 4) ¿Cuánto vale la fuerza resultante que obra sobre un imán cuando el
campo magnético es uniforme?.
Problema n° 5) La fórmula de Albert Einstein para la variación de la masa es:
m = m/(1 - v ²/c ²)1/2
Si la constante c es 3.1010 cm/s, calcular la relación de masa de un e- respecto a la de uno
en reposo si se mueve a una velocidad v = 0,8.c.
Problema n° 6) Con el galvanómetro utilizado en los problemas 7.2 y 7.3 construir un
multímetro capaz de medir tensiones desde 100 mV a 1 kV y corrientes de 1 mA hasta 10
A. Calcúlelo y haga un diagrama eléctrico de construcción.
Problemas campo magnético
1) ¿Cuál es la masa magnética del polo de un imán si, colocada a 2 cm de otra cuyo valor
es de 200 ues(m), se repelen con una fuerza de 2 gf?
Respuesta: 39,2 ues(m)
2) Dos imanes poseen igual masa magnética y, colocados 1,5 cm, se repelen con una
fuerza de 5 gf. ¿Cuál es la masa de cada uno?
Respuesta: 105 ues(m)
3) Dos imanes rectos iguales se colocan enfrentando sus polos de igual nombre y a una
distancia de 3 cm. Si se rechazan con una fuerza de 0,5 gf, ¿Cuál es la masa magnética de
esos polos?
Respuesta: 66,4 ucgs(m)
4) Calcular la fuerza de atracción mutua originada por dos polos magnéticos de masas m 1
= 30 ucgs(m) y m2 = ucgs(m) situados a 5 cm de distancia en el aire.
Respuesta: 60 dyn
5) La intensidad (H) del campo terrestre, en cierto lugar, es de 0,35 Oe y el ángulo i es de
42° 27´. ¿Cuál es la intensidad total?
Respuesta: 0,474 Oe
6) ¿Cuál es la intensidad de un campo magnético originado por una masa magnética de 5
ucgs a 3 mm de ella?
Respuesta: 55,5 Oe
7) ¿Cuál es la intensidad del campo magnético creado por un imán de 15 cm de largo, en
un punto situado a 9 cm de cada polo, si las masas de sus polos son de 40 ucgs?, efectuar
la construcción.
Respuesta: 0,568 Oe
8) Calcular la intensidad de un campo en un punto situado sobre el eje del imán y 10 cm
del polo norte. Las masas magnéticas de sus polos son de 300 ucgs y la longitud del imán
de 12 cm.
Respuesta: 2,38 Oe
9) Dos polos magnéticos están situados a 12 cm de distancia y se atraen con una fuerza de
100 dyn, si una de las masas magnéticas es de 20 ues(m), ¿Cuál es el valor de la otra?
Respuesta: 720 ues(q)
10) ¿A qué distancia se encuentran dos masas de -250 ues(m) y 400 ues(m) que se atraen
con una fuerza de 4 N?
Respuesta: 0,5 cm
11) Dos masas magnéticas de -80 ues(m) y -30 ues(m) están a 5 cm de distancia. ¿Se
atraen o se repelen?, ¿con qué fuerza?
Respuesta: se repelen con 96 dyn
12) ¿Cuál es la intensidad del campo magnético originado por una masa de 200 ues(m) a
2 cm, 8 cm y 20 cm de distancia respectivamente?
Respuesta: 50 Oe, 3,12 Oe y 0,5 Oe
13) ¿A qué distancia una masa de 240 ues(m) crea un campo de 15 Oe?
Respuesta: 4 cm
14) ¿A qué distancia deben colocarse dos masas magnéticas de 100 ues(m) y 300 ues(m)
para que se repelan con una fuerza de 300 dyn?
Respuesta: 10 cm
15) Dos masas magnéticas iguales se atraen con una fuerza de 20 gf. ¿Cuál es el valor de
esas masas si están colocadas a 5 cm de distancia?
Respuesta: 700 ues(m
AYUDITAS ¡!
Problema n° 1) Un alambre lleva 200 A. ¿Cuál es la inducción magnética en un punto
situado a 1,5 m del alambre?.
Datos:
I = 200 A
r = 1,5 m
B = μ o.I/2.π.r
B = 4.π.10-7 (N/A ²).200 A/2.π.1,5 m
B = 2,67.10-5 N/A.m
Problema n° 2) Sobre una barra de madera de 100 cm de longitud y 1 cm2 de sección
transversal se enrollan 10000 vueltas de alambre. La corriente es de 2 A. Se pregunta:
a) ¿Cuál es la inducción magnética?.
b) ¿Qué flujo total produce la corriente en la bobina?.
Datos:
l=1m
S = 0,0001 m ²
N = 10000 vueltas
I = 0,2 A
S círculo = S cuadrado
π.r ² = 0,0001 m ²
r = (0,0001 m ²/ π)1/2
r = 0,0056 m
a)
B = μ o.I.N/2.r
B = 4.π.10-7 (N/A ²).0,2 A.10000/2.0,0056 m
B = 0,2227 N/A.m
b)
Φ = B.S
Φ= 0,2227 (N/A.m).0,0001 m ²
Φ = 2,227.10-5 Wb
Problema n° 3) El número de líneas magnéticas que pasan por una sola espira de
alambre cambia de 2.10-³ a 5.10-³ Wb en 1/6 de segundo. ¿Cuál es la fem media
inducida?.
Datos:
Φ 1 = 2.10-³ Wb
Φ 2 = 5.10-³ Wb
t = 1/6 s
ε = -N.ΔΦ/t
ε= -N.(Φ 2- Φ 1)/t
ε= -6.(5.10-³ Wb - 2.10-³ Wb)/s
ε = -1,8.10-2 V
Problema n° 4) Una bobina de inducción tiene 1.105 vueltas. El número de líneas que
pasan por ella cambia de 4.10-³ Wb a cero en 0,01 s. ¿Cuál es la fem media inducida?.
Datos:
N = 1.105 vueltas
Φ 1 = 4.10-2 Wb
Φ 2 = 0 Wb
t = 0,01 s
ε = -N.ΔΦ/t
ε= -N.(Φ 2- Φ 1)/t
ε = -1.105.(0 Wb - 4.10-2 Wb)/0,01s
ε = 4.104 V
Problema n° 5) La resistencia de un motorcito es de 10 ω. Cuando se lo conecta a una
batería de 12 V y marcha en régimen, la corriente es de 1 A. ¿Cuál es la fcem en esas
condiciones?.
Datos:
r = 10 ω
V = 12 V
I=1A
V = fcem + I.r
fcem = V - I.r
fcem = 12 V - 1 A.10 ω
fcem = 2 V