Download Problemas Resueltos UNIDAD1-V2 - Electromagnetismo

UNIVERSIDAD ABIERTA INTERAMERICANA
Facultad de Tecnología Informática
Año
2013
Materia: Electromagnetismo de Estado Sólido I
Universidad Abierta Interamericana
Sede Centro – Turno Noche.
Unidad 1 – Guia de problemas resueltos.
Profesores
 Titular: Vallhonrat, Carlos
 Adjunto: Cingolani, Enrique
Alumno
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Bonilla, Damián.
Castro, Juan.
Enrique, Ignacio.
Gonzalez, Javier.
Russo, Luciano.
Topalian, Diego.
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2013
Materia: Electromagnetismo de Estado Sólido I
Historial De Modificaciones
Fecha
Modificación
Versión
08/09/2013
15/09/2013
Primera Entrega

EJ1: Se agrego información de sentidos de
fuerzas en Ley de Gravitación Universal y Ley
de Coulomb.

EJ4-A: Conclusiones del Campo Eléctrico.

EJ4-D: Se agrega grafico de los puntos A y B.

EJ5-C: Se cambio el grafico y se le agregaron
magnitudes y medidas.
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Facultad de Tecnología Informática
Año
2013
Materia: Electromagnetismo de Estado Sólido I
UNIDAD I.
GUÍA DE PROBLEMAS
CONTENIDOS: Estructura de la materia y su relación con las propiedades
eléctricas. Moléculas, átomos e iones. Núcleo y nube electrónica. Niveles de
energía. Portadores de carga. Modelo de conducción eléctrica del enlace
covalente
Estado sólido. Características y propiedades. Estructuras cristalinas.
1] Se ha señalado que la ley de Coulomb y la ley de Gravitación Universal de
Newton son similares. Señale cuáles son las diferencias. Busque y compare los
valores de ambas constantes.
Respuesta:
Ley De Coulomb:
FK
q1  q 2
r2
F G
m1  m2
r2
Ley de Gravitación Universal:
La diferencia está basada en las constantes de ambas formulas.
Ley de Coulomb K: 9x109 N.m2.C-2
Ley de Gravitación Universal  G: 9,8m/s^2
Al comparar los valores, se nota que la constante de Coulomb es un numero
muchísimo más grande que la Gravedad, por lo tanto la interacción de la fuerza
electroestática es mucho más grande que la gravitatoria.
Otra Diferencia importante es que la Ley de Gravitación Universal siempre trata
de fuerzas de atracción mientras que en la Ley de Coulomb dichas fuerzas
dependen de las cargas, por lo tanto pueden darse tanto fuerzas de atracción
como de repulsión.
4] En todos los puntos de cierta región del espacio se encuentra que se cumple
lo siguiente:
Una carga positiva de 10 µC recibe una fuerza hacia arriba de 50 N y una carga
negativa de 6 µC recibe una fuerza hacia abajo de 30 N.
a)¿Qué conclusiones podrían sacarse sobre la existencia, o no, en dicha región
de un campo eléctrico y qué características tendría?
b)¿Qué trabajo habría que realizar sobre la primer carga para:
b.1) Impedir que sea desplazada por la fuerza actuante.
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Materia: Electromagnetismo de Estado Sólido I
b.2) Desplazarla 2 m hacia abajo.
b.3) Desplazarla un metro hacia la izquierda.
b.4) Desplazarla 3 m hacia arriba.
c) ¿Cuál es la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos separados por
una distancia vertical de 0,5 m y horizontal de 1 m?
d) ¿Cuál se encuentra a mayor potencial?
Respuesta:
a) Existe un campo eléctrico, el mismo repele a la carga positiva y atrae a la
negativa.
Esto se observa debido al que valor del Campo Eléctrico es positivo
( E  5x10^6N / C ), dicho valor repele cargas positivas y atrae a las negativas.
Tiene las características de de todo campo eléctrico:
 Dirección  Esta dada por el valor absoluto del Campo Eléctrico
 Valor Absoluto  Ver calculo de abajo.
E  F /Q
E  30 N /  6C
E  5 x10^6 N / C
b.1)
V= F x d
V=50N x 0m
V=0
b.2)
V = 50N x 2m
V = 100J
b.3)
V = F x d x Cos °
V = 50N x 0
V=0
b.4)
V = 50N x -3m
V = -150J
c)
V  Vb  Va
V   E.x
-5x10^6 V/m x 0.5m = -2,5x10^6 V
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d) Como es negativo, de la formula anterior podemos asumir que el potencial
de en b es más chico que el potencial en a.
5] En el campo eléctrico del ejercicio anterior, considere un punto cualquiera y
una dirección arbitraria:
a) Usando una planilla de cálculo u otro software adecuado, dibuje un gráfico
cartesiano que represente la variación de la intensidad de campo en esa
dirección.
Respuesta:
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b) Ídem para el potencial eléctrico.
Respuesta:
c] Relacionar los resultados obtenidos con la expresión E = - dV/dx.
Respuesta:
Todos los resultados fueron obtenidos en base al uso de esa ecuación.
8] ¿Cuál de los siguientes procesos consiste en, o involucra a, una corriente
eléctrica?
a) La caída de un rayo. X
b) La “descarga” que recibimos a veces al bajar del auto los días secos.
X
c) La circulación de agua por una cañería. (Recuerde que toda la
materia está constituida por cargas eléctricas y además la molécula
de agua es un dipolo eléctrico).
d) El bombardeo electrónico de la pantalla de un monitor o televisor. X
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