Cuestiones y problemas de campo eléctrico

Relación de Problemas

Cuestiones (Resueltas)

Problemas (Resueltos)

Campo y potencial de dos cargas puntuales en línea

Considere dos cargas eléctricas puntuales q1= 2·10-6 C y q2= -4·10-6 C separadas 0.1m . a) Determine el valor del campo eléctrico en el punto medio del segmento que une ambas cargas. ¿Puede ser nulo el campo en algún punto de la recta que las une? Conteste razonadamente con ayuda de un esquema. b) Razone si es posible que el potencial eléctrico se anule en algún punto de dicha recta y, en su caso, calcule la distancia de ese punto a las cargas. K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Dos cargas positivas q1 y q2 se encuentran situadas en los puntos (0,0) m y (3,0) m respectivamente. Sabiendo que el campo eléctrico es nulo en el punto (1,0) m y que el potencial electrostático en el punto intermedio entre ambas vale 9 ·109 V, determine los valores de dichas cargas. K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Dos cargas eléctricas puntuales q1=-5µC y q2=2µC y están separadas una distancia de 10 cm . Calcule: a) El valor del campo y del potencial eléctricos en un punto B, situado en la línea que une ambas cargas, 20 cm a la derecha de la carga positiva, tal y como indica la figura. b) El trabajo necesario para trasladar una carga q3=-13µC desde el punto A, punto medio entre las cargas q1 y q2 hasta el punto B. ¿Qué fuerza actúa sobre q3 una vez situada en B? K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Campo y potencial de dos cargas puntuales y trabajo eléctrico

Dos cargas puntuales q1=5·10-6 C y q2=-5·10-6 C están situadas en los puntos A(0,0) m y B(2,0) m respectivamente. Calcule el valor del campo eléctrico en el punto C(2,1) m. K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Considere una carga puntal de 5·10-6 C localizada en el vacío. Determine: i) El potencial eléctrico creado por la carga puntual a una distancia de 0,5 m. ii) El trabajo necesario para transportar una carga puntual de -2·10-6 C desde el infinito hasta una distancia de 0,5 m de la carga original, indicando razonadamente el significado del signo del trabajo obtenido. K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

En el átomo de hidrógeno, el electrón se encuentra sometido al campo eléctrico creado por el protón. Calcule el trabajo realizado por el campo eléctrico para llevar el electrón desde un punto P1 situado a 5,3·10-11m del núcleo, hasta otro punto P2, situado a 4,76·10-10 m del núcleo. Comente el signo del trabajo. K=9 ·109 N·m2·C-2, qe=1,6·10-19 C.

CAMPO ELÉCTRICO

Se coloca una carga puntual de 4·10-9 C en el origen de coordenadas y otra carga puntual de -3·10-9 C en el punto (0,1) m. Calcule el trabajo que hay que realizar para trasladar una carga de 2·10-9 C desde el punto (1,2) m hasta el punto (2,2) m. K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Una partícula de carga Q, situada en el origen de coordenadas, O (0,0) m, crea en un punto A situado en el eje OX, un potencial VA=-120 V y un campo eléctrico EA=-80i·N/C . Dibuje un esquema del problema y calcule: i) El valor de la carga Q y la posición del punto A. ii) El trabajo necesario para llevar un electrón desde el punto A hasta un punto B de coordenadas (2,2) m K=9 ·109 N·m2·C-2, qe=1,6·10-19 C.

CAMPO ELÉCTRICO

Una carga de 3·10-9 C está situada en el origen de un sistema de coordenadas. Una segunda carga puntual de -4·10-9 C se coloca en el punto (0,4) m. Ayudándose de un esquema, calcule el campo y el potencial eléctrico en el punto (3,0) m . K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Dos cargas puntuales iguales, de +10-5 C, se encuentran en el vacío, fijas en los puntos A(0,0) m y B(0,3) m. a) Calcule el campo y el potencial electrostáticos en el punto C(4,0) m. b) Si abandonáramos otra carga puntual de +10-7 C en el punto C(4,0) m, ¿Cómo se movería? Justifique la respuesta. K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Dos cargas puntuales iguales, de -3 µC cada una, están situadas en los puntos A(2,5) m y B(8,2) m. a) Represente en un esquema las fuerzas que se ejercen entre las cargas y calcule la intensidad de campo eléctrico en el punto P(2,0) m . b) Determine el trabajo necesario para trasladar una carga de 1 µC desde el punto P(2,0) m hasta el punto O(0,0). Comente el resultado obtenido. K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Campo creado por una distribución continua de carga

Una carga de 2,5·10-8 C se coloca en una región donde hay un campo eléctrico de intensidad 5·104 N/C, dirigido en el sentido positivo del eje Y. Calcule el trabajo que la fuerza eléctrica efectúa sobre la carga cuando ésta se desplaza 0,5 m en una dirección que forma un ángulo de 30° con el eje X.

CAMPO ELÉCTRICO

Determine la carga negativa de una partícula, cuya masa es 3,8 g, para que permanezca suspendida en un campo eléctrico de 4500 N/C. Haga una representación gráfica de las fuerzas que actúan sobre la partícula. g = 9,8 m/s2.

CAMPO ELÉCTRICO

Una partícula de carga +3·10-19 C está situada en un campo eléctrico uniforme dirigido en el sentido negativo del eje OX. Para moverla en el sentido positivo de dicho eje una distancia de 5 cm, se aplica una fuerza constante que realiza un trabajo de 6 ·10-5 J y la variación de energía cinética de la partícula es +4. 5 ·10-5 J. a) Haga un esquema de las fuerzas que actúan sobre la partícula y determine la fuerza aplicada. b) Analice energéticamente el proceso y calcule el trabajo de la fuerza eléctrica y el campo eléctrico.

CAMPO ELÉCTRICO

Una partícula con carga 2·10-6 C se encuentra en reposo en el punto (0,0). Se aplica un campo eléctrico uniforme de 500 N·C-1 en el sentido positivo del eje OY. a) Describa el movimiento seguido por la partícula y la transformación de energía que tiene lugar a lo largo del mismo. b) Calcule la diferencia de potencial entre los puntos (0,0) y (0,2) m y el trabajo realizado para desplazar la partícula entre dichos puntos. K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Una partícula con carga -2·10-6 C y masa 10-4 kg se encuentra en reposo en el origen de coordenadas. Se aplica un campo eléctrico uniforme de 600 N/C en sentido positivo del eje OX. Realice un esquema de la situación. La carga se desplaza 2 m hacia un punto P. Determine: i) La diferencia de potencial entre el origen de coordenadas y el punto P. ii) La velocidad de la partícula en el punto P. Considere despreciable la fuerza gravitatoria.

CAMPO ELÉCTRICO

Una partícula de 1 g y carga +4·10-6 C se deja en libertad en el origen de coordenadas. En esa región existe un campo eléctrico uniforme de 2000 N·C-1 dirigido en el sentido positivo del eje OX. a) Describa el tipo de movimiento que realiza la partícula y calcule su aceleración y el tiempo que tarda en recorrer la distancia al punto P(5,0) m . b) Calcule la velocidad de la partícula en el punto P y la variación de su energía potencial eléctrica entre el origen y dicho punto. Nota: Desprecie el efecto gravitatorio en la trayectoria de la partícula.

CAMPO ELÉCTRICO

Una partícula de 20 g y cargada con -2·10-6 C, se deja caer desde una altura de 50 cm. Además del campo gravitatorio, existe un campo eléctrico de 2·104 V·m-1 en dirección vertical y sentido hacia abajo. a) Dibuje un esquema de las fuerzas que actúan sobre la partícula y determine la aceleración con la que cae. ¿Con qué velocidad llegará al suelo? b) Razone si se conserva la energía mecánica de la partícula durante su movimiento. Determine el trabajo que realiza cada fuerza a la que está sometida la partícula. g = 9.8 m/s2

CAMPO ELÉCTRICO

Un electrón se mueve con una velocidad de 2·106 m·s-1 y penetra en un campo eléctrico uniforme de 400 N·C-1, de igual dirección y sentido que su velocidad. a) Explique cómo cambia la energía del electrón y calcule la distancia que recorre antes de detenerse. b) ¿Qué ocurriría si la partícula fuese un positrón? Razone la respuesta. e =1.6·10-19 C; m = 9.1·10-31kg

CAMPO ELÉCTRICO

Una esfera metálica de 24 g de masa colgada de un hilo muy fino de masa despreciable, se encuentra en una región del espacio donde existe un campo eléctrico uniforme y horizontal. Al cargar la esfera con 6·10-3 C, sufre una fuerza debida al campo eléctrico que hace que el hilo forme un ángulo de 30° con la vertical. (i) Represente gráficamente esta situación y haga un diagrama que muestre todas las fuerzas que actúan sobre la esfera; (ii) calcule el valor del campo eléctrico y la tensión del hilo. g = 9,8 m/s2.

CAMPO ELÉCTRICO

Dos partículas puntuales iguales, de 5 g y cargadas eléctricamente, están suspendidas del mismo punto por medio de hilos, aislantes e iguales, de 20 cm de longitud. El ángulo que forma cada hilo con la vertical es de 12° . a) Calcule la carga de cada partícula y la tensión en los hilos. b) Determine razonadamente cuánto debería variar la carga de las partículas para que el ángulo permaneciera constante si duplicáramos su masa. K=9 ·109 N·m2·C-2; g = 9,8 m/s2.

CAMPO ELÉCTRICO

Problemas Repaso (Resueltos)

Campo y potencial de dos cargas puntuales y trabajo eléctrico

Una carga de 3·10-6 C se encuentra en el origen de coordenadas y otra carga de -3·10-6 C está situada en el punto (1,1) m. Calcule el trabajo para desplazar una carga de 5·10-6 C desde el punto A(1,0) m hasta el punto B(2,0) m, e interprete el resultado. K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Una carga de 3·10-6 C se encuentra en el origen de coordenadas y otra carga de -3·10-6 C está situada en el punto (1,1) m . a) Dibuje en un esquema el campo eléctrico en el punto B(2,0) m y calcule su valor. ¿Cuál es el potencial eléctrico en el punto B? b) Calcule el trabajo necesario para desplazar una carga de 10-6 C desde el punto A(1,0) m hasta el punto B(2,0) m . K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Una carga q1=8·10-9 C está fija en el origen de coordenadas, mientras que otra carga, q2=-10-9 C, se halla, también fija, en el punto (3,0) m. Determine: (i) El campo eléctrico, debido a ambas cargas, en el punto A(4,0) m ; (ii) el trabajo realizado por el campo para desplazar una carga puntual q=-2·10-9 C desde A(4,0) m hasta el punto B(0,4) ¿Qué significado físico tiene el signo del trabajo? K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Dos cargas de -2 ·10-6 C y +4·10-6 C se encuentran fijas en los puntos (0,0) y (0,2) m, respectivamente. a) Calcule el valor del campo eléctrico en el punto (1,1) m. b) Determine el trabajo necesario para trasladar una carga de +6·10-6 C desde el punto (1,1) al (0,1) m y explique el significado del signo obtenido. K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Dos cargas puntuales q1=5·10-6 C y q2=-5·10-6 C se encuentran fijas en los puntos (0,0) y (0,3) m, respectivamente. Una tercera carga Q=2·10-6 C se coloca en el punto (4,0) m. a) Dibuje en un esquema el campo eléctrico debido a las cargas q1 y q2en la posición de la carga Q y determine la fuerza que actúa sobre esta última. b) Determine el trabajo realizado por el campo si la partícula de carga Q se desplaza desde su posición inicial hasta el punto (2,0) m y razone si sería necesario aplicar a la partícula una fuerza adicional para que efectuase ese desplazamiento. K=9 ·109 N·m2·A-2·s-2

CAMPO ELÉCTRICO

Dos cargas q2= -8·10-9 C y q1= 32/3·10-9 C se colocan en los puntos A(3,0) m y B(0,-4) m, en el vacío. a) Dibuje en un esquema el campo eléctrico creado por cada carga en el punto (0,0) y calcule el campo eléctrico total en dicho punto. b) Calcule el trabajo necesario para trasladar la carga q2 desde su posición inicial hasta el punto (0,0). K=9 ·109 N·m2·C-2.

CAMPO ELÉCTRICO

Campo creado por una distribución continua de carga

Una bolita de 1 g, cargada con 5·10-6 C, pende de un hilo que forma 60º con la vertical en una región en la que existe un campo eléctrico uniforme en dirección horizontal. a) Explique con ayuda de un esquema qué fuerzas actúan sobre la bolita y calcule el valor del campo eléctrico. b) Razone qué cambios experimentaría la situación de la bolita si: i) se duplicara el campo eléctrico; ii) se duplicara la masa de la bolita. g = 9,8 m/s2

CAMPO ELÉCTRICO

Una bolita de plástico de 2 g se encuentra suspendida de un hilo de 20 cm de longitud y, al aplicar un campo eléctrico uniforme y horizontal de 1000 N·C-1, el hilo forma un ángulo de 15º con la vertical. a) Dibuje en un esquema el campo eléctrico y todas las fuerzas que actúan sobre la esfera y determine su carga eléctrica. b) Explique cómo cambia la energía potencial de la esfera al aplicar el campo eléctrico. g = 9,8 m/s2

CAMPO ELÉCTRICO

Dos partículas de 25 g y con igual carga eléctrica se suspenden de un mismo punto mediante hilos inextensibles de masa despreciable y 80 cm de longitud. En la situación de equilibrio los hilos forman un ángulo de 45º con la vertical. a) Haga un esquema de las fuerzas que actúan sobre cada partícula. b) Calcule la carga de las partículas y la tensión de los hilos. K=9 ·109 N·m2·C-2.; . g = 9,8 m/s2

CAMPO ELÉCTRICO

Si te gustó, compártelo¡¡¡Tweet about this on Twitter
Twitter
Share on Facebook
Facebook
Pin on Pinterest
Pinterest
Share on LinkedIn
Linkedin

Anímate y deja un comentario¡

A %d blogueros les gusta esto: