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Colegio Teresiano Padre Enrique – Nacimiento
Departamento de Ciencias
Asignatura: Física
Prof. Jorge Fuentes Novoa
Guía de ejercicios 04/2016
Nombre:
Curso: IV°
Fecha: ____/____/2016
Unidad
III.- Electricidad: Fuerza eléctrica y Ley de Coulomb.
Objetivo
Aplicar la teoría de “carga eléctrica” y la Ley de Coulomb.
I.
Resuelva los siguientes problemas:
1. Calcular el número de electrones que hay en una carga de 0,5 μC.
R. 3,12x1012 ē
2. A una partícula con carga nula se le agregan 2x106 electrones. ¿Cuál será su carga total? R. 0,321 pC
3. Determinar la fuerza que actúa sobre las siguientes cargas eléctricas:
a. q1= 1 μC y q2= 2,5 μC que se encuentran a una distancia de 5 cm.
R. 9 N
b. q1= -1,25 nC y q2= 20 μC que se encuentran a una distancia de 10 cm.
R. 22,5 mN
c. q1= 3 μC y q2= 5 μC que se encuentran a una distancia de 2 m.
R. 33,75 mN
d. q1= 6 μC y q2= 8 μC que se encuentran a una distancia de 20 cm.
R. 10,8 N
4. ¿Con qué fuerza se repelen una carga de 80 C de otra de 20 C si están a 50 m?
R. 5,76 GN
5. ¿Con qué fuerza se atraen un electrón y una partícula alfa si están situados a 3 Å? La carga de una
partícula alfa es el doble de la del protón.
R. 5,12 nN
6. Calcular la fuerza que actúa sobre un protón ubicado a 10 mm de una carga de 70 nC.
R. 1,01 pN
7. Calcular la distancia entre el electrón y el protón de un átomo de hidrógeno si se sabe que la fuerza de
atracción entre ellos es de 82,8 nN.
R. 5,3x10-11 m
8. Típicamente, en la caída de un rayo fluye una corriente de 2,5x104 A durante 20 μs. Calcular la carga que
se transfiere en este proceso.
R. 0,5 C
9. Una carga de 3,2 µC está a 12,3 cm de otra carga de -1,48 µC. Ubicarlas en un sistema de referencia
arbitrario y calcular la magnitud, dirección y sentido de la fuerza sobre cada una de ellas. R. 2,82 N
10. ¿Cuál debe ser la distancia entre q1= 26,3 μC y q2= -47,1 μC para que la fuerza de atracción entre
ambas sea de 5,66 N?
R. 1,40 m
11. Tres cargas eléctricas q1= -3 C, q2= +4 C y q3= -5 C, están dispuestas en línea recta, de izquierda a
derecha, en ese mismo orden. Se sabe que d12=30 cm y d13= 100 cm.
a. Construir el DCL para cada carga.
q1
q2
q3
b. Calcular la fuerza neta que actúa sobre cada carga y complete la siguiente tabla.
⃗𝑭𝟐𝟏 =
⃗𝑭𝟏𝟐 =
⃗𝑭𝟏𝟑 =
⃗𝑭𝟑𝟏 =
⃗𝑭𝟑𝟐 =
⃗𝑭𝟐𝟑 =
⃗𝟏=
∑𝑭
⃗𝟐=
∑𝑭
⃗𝟑=
∑𝑭
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II.
Analice las siguientes situaciones respondiendo conceptualmente:
1.
Dos cargas se encuentran separadas una distancia d. Entre ambas cargas se ubica una tercera, de manera que la
fuerza sobre ella sea nula. Si todas las cargas fueran de la misma magnitud y signo, ¿a qué distancia se debe
colocar la tercera carga? ¿Cuál sería la distancia si la primera carga tuviera el doble de magnitud que la segunda?
¿Y si fuera el triple? Dibuje un diagrama para cada situación.
2.
¿Qué le sucede a la fuerza eléctrica si:
a. una carga se duplica, la otra carga se cuadruplica y la distancia se triplica?
b. una caga se triplica, la otra se cuadruplica y la distancia se duplica?
c. una carga se reduce a la mitad, la otra se triplica y la distancia también se triplica?
d. una carga se cuadruplica, la otra se reduce a la cuarta parte y la distancia se duplica?
III.
Encierre en un círculo la alternativa correcta.
1.
Una de las primeras personas que observó las características eléctricas de la materia al frotar un trozo de ámbar
con una tela fue:
a) Pitágoras
b) Tales
c) Coulomb
d) Aristóteles
e) Euclides
2.
Debido a su ubicación en el átomo, las partículas que se consideran portadoras de la electricidad, para los efectos
prácticos, son los:
a) Electrones.
b) Neutrones.
c) Protones.
d) Electrones y protones.
e) Electrones, neutrones y protones.
3.
El modelo atómico utilizado para explicar los fenómenos eléctricos implica aceptar, entre otras bases, las
siguientes:
I. La existencia de una fuerza de atracción entre protones y electrones.
II. Que los electrones giran en torno del núcleo atómico en órbitas relativamente
constantes.
III. Que los electrones y protones puedan transferirse de un cuerpo a otro con relativa
facilidad.
De las afirmaciones anteriores, es(son) correcta(s):
a) Solo I
b) Solo I y II
c) Solo I y III
d) Solo II y III
e) I, II y III
4.
Sabemos que la carga eléctrica es una propiedad intrínseca de las partículas elementales y que interactúan entre
ellas atrayéndose o repeliéndose según el signo que posean. De acuerdo a esto, podemos afirmar que:
a) Los protones se repelen entre sí.
b) Los neutrones se repelen entre sí.
c) Los neutrones atraen a protones o electrones.
d) Los neutrones repelen a protones o electrones.
e) Los electrones se atraen entre sí.
5.
Dos esferitas aisladas, que interactúan eléctricamente sin tocarse, se repelen. ¿Cuál de las siguientes situaciones
es incompatible con lo planteado?
a) Tienen cargas netas positivas y del mismo valor.
b) Tienen cargas netas negativas y del mismo valor.
c) Tienen cargas netas negativas y de distinto valor.
d) Tienen cargas netas positivas y de distinto valor.
e) Tienen cargas netas de distinto signo y de distinto valor.
6.
Una persona gana electrones al arrastrar los pies sobre una alfombra. Si inicialmente ambas se encontraban
eléctricamente neutras, ¿cuál es la carga con la que quedan finalmente, la persona y la alfombra,
respectivamente?
a) Positiva – negativa
b) Negativa – positiva
c) Negativa – negativa
d) Positiva – positiva
e) Negativa – neutra
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7.
En la electrización por inducción:
a) Pasan cargas desde el inductor hacia el inducido.
b) Pasan cargas desde el inducido hacia el inductor.
c) El paso de cargas dependerá del signo de carga del inductor.
d) Hay separación de cargas en el inducido, debido a la presencia del inductor.
e) Se equilibran las cargas negativas tanto ene l inductor como en el inducido.
8.
Los cuerpos electrizados por frotamiento, contacto o inducción quedan cargados, respectivamente, con carga de
signos:
a) Iguales – iguales – iguales.
b) Iguales – iguales – contrarios.
c) Contrarios – contrarios – iguales.
d) Contrarios – iguales – iguales.
e) Contrarios – iguales – contrarios.
9.
Las fuerzas de interacción eléctrica entre dos cargas puntuales tienen:
I. La misma magnitud.
II. La misma dirección.
III. El mismo sentido.
De las afirmaciones anteriores, es(son) correcta(s):
a) Solo I
b) Solo II
c) Solo I y II
d) Solo II y III
e) I, II y III
10. Se tienen cuatro cargas eléctricas P, Q, R y S. Se sabe que Q se atrae con R y se repele con P, y que además S es
negativa y se repele con R. Por lo tanto, se puede afirmar correctamente que:
a) Las cuatro cargas son negativas.
b) La carga P se atrae con la carga S.
c) Hay tres cargas positivas y una negativa.
d) La carga Q se repele con la carga S.
e) Hay tres cargas negativas y una carga positiva.
11. El número atómico de un cierto elemento X en su estado neutro es 6. Si tras un proceso cierto proceso este átomo
pierde dos electrones, ¿cuánto es la carga neta del ión X?
a) 3,2 x10-19 C
b) -3,2 x10-19 C
c) 9,6 x10-19 C
d) -9,6 x10-19 C
e) 19,2 x10-19 C
12. Dos cuerpos cargados con cargas eléctricas +q y –q se encuentran a una distancia d. Se unen momentáneamente y
luego se separan a una distancia doble de la anterior. La fuerza en la nueva situación es:
a) El doble de la original.
b) La mitad de la original.
c) La cuarta parte de la original.
d) Cuatro veces el valor de la original.
e) Cero.
13. Una carga Q1 ejerce una fuerza de tamaño F sobre una carga Q2, ubicada a una distancia R. ¿Cuál es el tamaño de
la fuerza que la carga Q1 ejerce sobre una carga 2Q2, ubicada a una distancia 2R?
a) 4F
b) 2F
c) F
d) F/2
e) F/4
14. Una esfera metálica E, con exceso de 9 electrones, toca a otra esfera metálica F, idéntica a la anterior, pero con
exceso de 5 electrones. Después del contacto, el número de electrones en exceso de la esfera E es:
a) 14
b) 10
c) 7
d) 4
e) 2
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15. Una esfera metálica T, aislada eléctricamente, posee una carga positiva Q. Otra esfera U, idéntica a T,
completamente descargada, se coloca en contacto con T, luego de lo cual se separan. Después, la esfera U se
contacta con otra esfera idéntica S, también descargada, y luego se separa de ella. Finalmente, S se contacta con
T, luego de lo cual se separan. ¿Con qué carga final queda la esfera T?
a) Q/2
b) Q/4
c) 3Q/8
d) 3Q/4
e) 2Q/3
16. La fuerza electrostática entre dos cargas puntuales S y T es directamente proporcional a:
a) S+T
b) S-T
c) ST
d) S/T
e) T/S
17. Se tienen dos cargas eléctricas colocadas a 4 cm de distancia entre ellas y se repelen con una fuerza de 18
unidades. ¿A qué distancia, aproximada a los enteros, se tienen que colocar para que la fuerza entre ellas sea de 6
unidades?
a) 2 cm
b) 3 cm
c) 6 cm
d) 7 cm
e) 8 cm
18. Dos pequeñas esferas metálicas aisladas, idénticas, situadas en el vacío, poseen una carga de +10 μC y -8 μC. Las
esferas se juntan y luego se separan nuevamente, manteniéndose a una distancia de 10 cm. El tipo de fuerza
electrostática y su módulo es, respectivamente:
a) Atracción y de módulo 0,81 N
b) Atracción y de módulo 0,90 N
c) Atracción y de módulo 0,70 N
d) Repulsión y de módulo 0,81 N
e) Repulsión y de módulo 0,90 N
19. Se sabe que a 5 mm de una carga de +3 C, el campo eléctrico tiene una intensidad de 1,08x1015 N/C. Entonces, la
fuerza eléctrica que actúa sobre una carga de +1mC ubicada a esa misma distancia es:
a) Atractiva de 1,08x1018 N
b) Atractiva de 1,08x1012 N
c) Repulsiva de 1,08x1012 N
d) Repulsiva de 1,08x1018 N
e) Falta información adicional.
20. Se sabe que el potencial en un punto específico dentro de un campo eléctrico es de 5 J/C. Entonces, podemos
afirmar que:
a) En ese punto se ejerce una fuerza de 5 J.
b) En ese punto, cada Coulomb tiene una fuerza de 5 J.
c) En ese punto existe una energía de 5 J.
d) En ese punto, cada Coulomb posee una energía de 5 J.
e) En ese punto, cada Joule posee una carga de 5 C.
OBS:
1 Å [ångström]= 10-10 m
Todo por Jesús
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