Fsica II - Biociencias y Geociencias (Curso 2003)

Fsica II - Biociencias y Geociencias (Curso 2009)

Prctico 2

Ley de Gauss

2.1En das de tormenta, puede medirse campos elctricos de magnitud y direccin perpendicular a la superficie de la Tierra. Un auto, que se puede considerar como un rectngulo de 4,0 m de largo por 2,0 m de ancho, es remolcado por un guinche con una inclinacin de respecto de la superficie del camino. Calcule el flujo elctrico total a travs de la base inferior del auto.

2.2 Una esfera maciza no conductora de radio tiene una distribucin uniforme de carga (.

a)Hallar la carga total contenida en una regin esfrica de radio concntrica con la esfera no conductora para: y .

b)Calcular el campo elctrico para y .

c)Graficar el campo elctrico en funcin de .

2.3Una esfera maciza conductora aislada de dimetro, tiene una carga total de 0,60 (C. Si no hay ningn campo elctrico externo impuesto cmo se distribuye la carga en la esfera? Determine la magnitud del campo elctrico generado por las cargas de la esfera junto a su superficie.

2.4 Una red para cazar mariposas est en un campo elctrico E uniforme como se muestra en la figura. El aro, un crculo de radio a, est alineado perpendicularmente al campo. Halle el flujo elctrico a travs de la red, respecto a la normal hacia fuera.

2.5 Un conductor aislado de forma arbitraria contiene una carga neta de +10 C. Dentro del conductor hay una cavidad hueca en la cual hay una carga puntual q = +3,0 C. Cul es la carga en la pared de la cavidad y en la superficie externa del conductor?

2.6 Se desea estimar el espesor de la zona luminosa que se genera alrededor de un rayo.

Modelaremos el rayo como una densidad lineal ( de carga elctrica de 10-3 C/m. El campo elctrico producido por dicha densidad rompe una cantidad de molculas neutras del aire en fragmentos elctricamente cargados, siempre que su valor supere 3 ( 106 N/C. Cuando los fragmentos cargados se unen de nuevo, se emite luz.

Cul es el radio de la zona luminosa?

2.7Una molcula de hidrgeno ionizado, H2+, consiste en dos protones y un electrn. A escala molecular, se puede modelar a los protones como cargas puntuales, mientras que al electrn se lo modela como una densidad uniforme de carga negativa de valor total e y que ocupa una regin esfrica de radio 1 ngstrom = 10-10 m. Cada protn se ubica de forma de estar en equilibrio bajo las fuerzas elctricas producidas por el electrn y el otro protn

a)Discuta cualitativamente donde deben estar ubicados los protones.

b) Cul es la separacin entre los protones?

Ejercicios de examen

Primer Parcial 2006. Un cilindro macizo no conductor de radio R1 = 60cm cargado con densidad uniforme , est rodeado por un cascarn cilndrico macizo no conductor coaxial con el cilindro, de radio interior R2 = 80cm y radio exterior R3 = 1,20m, cargado con densidad uniforme . Puede considerarse que ambos tienen longitud infinita a efecto de los clculos.

En estas condiciones, una carga puntual no experimentar fuerza elctrica alguna si es colocada:

a) en cualquier punto a 70cm del eje comn

b) en cualquier punto del espacio comprendido entre el cilindro y el cascarn

c) en cualquier punto a 1m del eje comn

d) en cualquier punto interior al cilindro o al cascarn

e) en cualquier punto a mas de 1,20m del eje comn

Primer Parcial 2006. Sea E1(r) el campo elctrico producido por una esfera maciza no conductora de centro en el origen y radio R, con distribucin de carga uniforme y carga total Q.

Sea E2(r) el campo elctrico producido por una esfera maciza conductora de centro en el origen y radio R, aislada, en equilibrio, y con carga total Q.

Sea E3(r) el campo elctrico producido por una carga puntual Q en el origen.

Entonces:

a) E1(r) E2(r) = E3(r) para rR

b) E3(r) = E1(r) E2(r) para rR

c) E3(r) = E1(r) E2(r) para rR

d) E1(r) E2(r) E3(r) para rR

e) E1(r) = E2(r) = E3(r) para rR

Primer parcial 2006 Una lnea infinita uniformemente cargada, con densidad lineal de carga de 6 C/m est situada en el eje de un cilindro conductor hueco de radio interior R=1cm. Cuando el sistema est en equilibrio electrosttico, cul es el valor absoluto de la densidad de carga superficial sobre la pared interna del cilindro?

a) 0,06 C/m2 b) 0,38 C/m2 c) 95 C/m2 d) 4,77 x10-3 C/m2 e) 1,07 x 107 C/m2

EMBED Equation.3

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