IES Antonio Machado - Resueltos Campo Eléctrico
-
Upload
masi-de-lafe -
Category
Documents
-
view
11 -
download
0
Transcript of IES Antonio Machado - Resueltos Campo Eléctrico
CAMPO ELECTRICO - I
PROBLEMAS RESUELTOS CAMPO ELECTRICO
8
CAMPO ELECTRICO - I
1- En tres vrtices de un cuadrado de 40 cm de lado se han situado cargas elctricas de +125 (C. Calcula: a) El campo elctrico en el cuarto vrtice; b) el trabajo necesario para llevar una carga de (10 (C desde el cuarto vrtice hasta el centro del cuadrado. Interpretar el resultado.
Q1 = Q2 = Q3 = +125 (C y la longitud del lado del cuadrado es de 40 cm
a)
EMBED Equation.3
y son iguales pues el valor de la carga que crea el campo elctrico y la distancia son iguales.
siendo d = 0,5657 m la longitud de la diagonal del cuadrado.
Por otro lado, las componentes horizontal y vertical de E2 son:
siendo 45 el ngulo que forma con el eje horizontal (recordar que las cargas se encuentran en los vrtices de un cuadrado).
Con esto, la resultante horizontal ser:
EMBED Equation.3 y la resultante vertical:
y por ltimo el campo elctrico resultante ser:
= = 1,34(107 N/C
b) Para calcular el trabajo vamos a calcular el potencial elctrico en A y B.
+==
Para calcular VB tendremos en cuenta que las tres cargas son iguales y se encuentran a la misma distancia, luego:
donde es la mitad de la diagonal del cuadrado
d = y
Por ltimo el trabajo necesario para llevar una carga de (10(C desde A a B ser:
2- Dos cargas elctricas Q1 = +5 (C y Q2 = ( ( (C estn separadas 30 cm. Colocamos una tercera carga Q3 = +2 (C sobre el segmento que une Q1 y Q2 a 10 cm de Q1. Calcular la fuerza elctrica que acta sobre Q3.
donde Q1 = +5 (C, Q2 = ( 4 (C y Q3 = +2 ( C
La fuerza que la carga 1 ejerce sobre la carga 3 ser:
y la fuerza que la carga 2 ejerce sobre la carga 3 ser:
dado que tienen la misma direccin y sentido, la fuerza resultante ser la suma de las dos.
Esta es la fuerza elctrica resultante que acta sobre la carga 3, cuya direccin es la recta que une Q1 con Q2 y cuyo sentido es hacia Q2.
3- Dos cargas elctricas puntuales de + y est, separadas 10 cm en el aire. Calcular: a) el potencial elctrico en el punto medio del segmento que las une; b) el potencial elctrico en un punto situado a 8 cm de la primera carga y a 6 cm de la segunda; c) la energa potencial elctrica que adquiere una carga de al situarse en estos puntos.
a)
donde es el potencial elctrico en A debido a la carga
y es el potencial elctrico en A debido a la carga
por tanto, el potencial elctrico total en A ser:
+
b) De forma anloga el potencial elctrico en B ser:
c) La energa potencial elctrica que adquiere una carga de al situarse en A y en B ser:
4- Dos esferas de 25 g de masa cargadas con idntica carga elctrica cuelgan de los extremos de dos hilos inextensibles y sin masa de 80 cm de longitud. Si los hilos estn suspendidos del mismo punto y forman un ngulo de 45 con la vertical, calcula. a) la carga de cada esfera; b) la tensin de los hilos.
y
donde es la tensin del hilo, y son las componentes horizontal y vertical de la tensin del hilo, el peso de las esferas y la fuerza electrosttica de repulsin entre las esferas, debido a que se encuentran cargadas.
El peso de las esferas ser:
y de acuerdo con la figura se cumplir: y
por otro lado, teniendo en cuenta los datos:
de donde
que es la tensin del hilo.
Con el valor obtenido de se obtiene , que ser:
y con el valor obtenido de se puede obtener , es decir
Por ltimo para obtener la carga de las esferas se utiliza la ecuacin:
donde es la carga de las esferas y la distancia entre las esferas.
El valor de se puede calcular a partir de la figura, teniendo en cuenta que:
donde es la longitud del hilo (80cm), y de aqu
con lo cual la carga ser:
5- Al trasladar una carga q de un punto A al infinito se realiza un trabajo de 1,25 J. Si se traslada del punto B al infinito, se realiza un trabajo de 4,5 J; a) calcula el trabajo realizado al desplazar la carga del punto A al B Qu propiedad del campo el elctrico has utilizado? B) si q = ( 5( C, calcula el potencial elctrico en los puntos A y B.
a)
y
Siendo estos los trabajos realizados por las fuerzas del campo.
Como el campo elctrico es conservativo, se cumple:
de donde
este sera el trabajo realizado por las fuerzas del campo, para llevar la carga q desde A a B y se ha utilizado la propiedad de que el campo elctrico es conservativo y por tanto el trabajo es independiente del camino seguido.
b) (pues ) y de aqu:
de forma anloga:
y
6- La separacin entre dos placas metlicas cargadas es de 15 cm en el vaco. El campo elctrico entre las placas es uniforme y tiene una intensidad de 3000 N/C. Un electrn ( se suelta desde el reposo en un punto P justamente sobre la superficie de la placa negativa; a) cunto tiempo tardar en alcanzar la otra placa; b) cul ser la velocidad a la que estar viajando justamente antes de que golpe?
La fuerza que acta sobre el electrn, teniendo en cuenta el valor del campo elctrico (este es uniforme) es:
Sabiendo la fuerza, la aceleracin que adquiere el electrn es:
Teniendo en cuenta que y como es cero, se tiene
Por otro lado
y de aqu
J.R.R.DTO FSICAIES ANTONIO MACHADO(ALCALA H.)
_1110711310.unknown
_1110717670.unknown
_1110719917.unknown
_1110805588.unknown
_1110980555.unknown
_1140939383.unknown
_1141102874.unknown
_1110980644.unknown
_1110980917.unknown
_1110981065.unknown
_1110980619.unknown
_1110980271.unknown
_1110980362.unknown
_1110979937.unknown
_1110805093.unknown
_1110805312.unknown
_1110805502.unknown
_1110805183.unknown
_1110804312.unknown
_1110804939.unknown
_1110804268.unknown
_1110718424.unknown
_1110719436.unknown
_1110719803.unknown
_1110719856.unknown
_1110719526.unknown
_1110719568.unknown
_1110719458.unknown
_1110718787.unknown
_1110719408.unknown
_1110718856.unknown
_1110718498.unknown
_1110718552.unknown
_1110718470.unknown
_1110718161.unknown
_1110718363.unknown
_1110718415.unknown
_1110718184.unknown
_1110717953.unknown
_1110717979.unknown
_1110717747.unknown
_1110714912.unknown
_1110717359.unknown
_1110717533.unknown
_1110717600.unknown
_1110717493.unknown
_1110715231.unknown
_1110717320.unknown
_1110714992.unknown
_1110715163.unknown
_1110711634.unknown
_1110714581.unknown
_1110714785.unknown
_1110711687.unknown
_1110711557.unknown
_1110711598.unknown
_1110711434.unknown
_1110288031.unknown
_1110377241.unknown
_1110710837.unknown
_1110711115.unknown
_1110711263.unknown
_1110710953.unknown
_1110377761.unknown
_1110710806.unknown
_1110377570.unknown
_1110288496.unknown
_1110372997.unknown
_1110377231.unknown
_1110288543.unknown
_1110288330.unknown
_1110288380.unknown
_1110288234.unknown
_1110287141.unknown
_1110287817.unknown
_1110287927.unknown
_1110287946.unknown
_1110287843.unknown
_1110287871.unknown
_1110287255.unknown
_1110287401.unknown
_1110287465.unknown
_1110287151.unknown
_1110286441.unknown
_1110286950.unknown
_1110287070.unknown
_1110286753.unknown
_1110286161.unknown
_1110286185.unknown
_1110286095.unknown