Electromagnetismo
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA FÍSICA III. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO ACTIVIDAD 2. ENERGÍA POTENCIAL, POTENCIAL Y CAPACITANCIA EQUIPO. _____ INTEGRANTES ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ INSTRUCCIONES: Resuelva de manera clara cada problema planteado. No omita pasos en la obtención de la solución y especifique las unidades físicas de cada variable. 1. Una partícula pequeña tiene carga de -5.0 μC y masa de 2.0 × 10 -4 kg se desplaza desde el punto A, donde el potencial eléctrico es V A = + 200 V, al punto B, donde el potencial eléctrico es V B = + 800 V. La fuerza eléctrica en la única que actúa sobre la partícula, la cual tiene una rapidez de 5.0 m/s en el punto A. ¿Cuál es la rapidez de la partícula en el punto B?. 2. Una carga puntual q 1 = 2.00 nC está en el origen y otra carga puntual q 2 = - 3.00 nC está sobre el eje x en x = + 20.0 cm. Se va a colocar una tercera carga q 3 = 5.00 nC sobre el eje x entre q 1 y q 2 . a) ¿cuál es la energía potencial del sistema de las tres cargas si q 3 se coloca en x = + 10.0 cm? 3. El potencial a cierta distancia de una carga puntual es de 452 V, y el campo eléctrico es de 226 V/m. a) ¿Cuál es la distancia a la carga puntual? b) ¿Cuál es la magnitud de la carga? c) ¿El campo eléctrico está dirigido hacia la carga o alejándose de ella? 4. Dos grandes láminas de metal paralelas que llevan carga eléctrica de igual magnitud y signo opuesto están separadas una distancia de 52.0 mm. El campo eléctrico entre ellas es uniforme y tiene magnitud de 670 V/m. a) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre las láminas?, b) ¿Cuál es la densidad de carga superficial sobre la lámina positiva? 5. a) Calcule la capacitancia de un capacitor de placas paralelas cuyas placas miden 20 cm × 30 cm y están separadas por un hueco de aire de 1.0 mm de espesor. b) ¿Cuál es la carga en cada placa si se conecta a una batería de 12 V?. c) ¿Cuál es el campo eléctrico entre las placas?. 6. Un capacitor cilíndrico de aire de 25.0 cm de longitud almacena 5.40 × 10 -9 J de energía cuando la diferencia de potencial entre los dos conductores es de 3.00 V. a) Calcule la magnitud de la carga en cada conductor. b) Calcule el cociente de los radios de los conductores interior y exterior.
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UNIVERSIDAD AUTNOMA DE NUEVO LENFACULTAD DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAFSICA III. ELECTRICIDAD Y MAGNETISMOACTIVIDAD 2. ENERGA POTENCIAL, POTENCIAL Y CAPACITANCIA
EQUIPO. _____INTEGRANTES________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
INSTRUCCIONES: Resuelva de manera clara cada problema planteado. No omita pasos en laobtencin de la solucin y especifique las unidades fsicas de cada variable.
1. Una partcula pequea tiene carga de -5.0 C y masa de 2.0 10-4 kg se desplaza desde el puntoA, donde el potencial elctrico es VA = + 200 V, al punto B, donde el potencial elctrico es VB = +800 V. La fuerza elctrica en la nica que acta sobre la partcula, la cual tiene una rapidez de 5.0m/s en el punto A. Cul es la rapidez de la partcula en el punto B?.
2. Una carga puntual q1 = 2.00 nC est en el origen y otra carga puntual q2 = - 3.00 nC est sobre eleje x en x = + 20.0 cm. Se va a colocar una tercera carga q3 = 5.00 nC sobre el eje x entre q1 y q2. a)cul es la energa potencial del sistema de las tres cargas si q3 se coloca en x = + 10.0 cm?
3. El potencial a cierta distancia de una carga puntual es de 452 V, y el campo elctrico es de 226V/m. a) Cul es la distancia a la carga puntual? b) Cul es la magnitud de la carga? c) El campoelctrico est dirigido hacia la carga o alejndose de ella?
4. Dos grandes lminas de metal paralelas que llevan carga elctrica de igual magnitud y signoopuesto estn separadas una distancia de 52.0 mm. El campo elctrico entre ellas es uniforme ytiene magnitud de 670 V/m. a) Cul es la diferencia de potencial entre las lminas?, b) Cul es ladensidad de carga superficial sobre la lmina positiva?
5. a) Calcule la capacitancia de un capacitor de placas paralelas cuyas placas miden 20 cm 30 cmy estn separadas por un hueco de aire de 1.0 mm de espesor. b) Cul es la carga en cada placa sise conecta a una batera de 12 V?. c) Cul es el campo elctrico entre las placas?.
6. Un capacitor cilndrico de aire de 25.0 cm de longitud almacena 5.40 10-9 J de energa cuandola diferencia de potencial entre los dos conductores es de 3.00 V. a) Calcule la magnitud de la cargaen cada conductor. b) Calcule el cociente de los radios de los conductores interior y exterior.
