Tutorial de fuerza electrostática y campo eléctrico

Tutorial de fuerza electrostática y campo eléctrico
Elaborado por: Profesora Pilar Cristina Barrera Silva
Resolvamos los siguientes ejercicios:
1. Dos láminas grandes planas horizontales e infinitas con cargas uniformemente distribuidas
en sus superficies, están separadas por una distancia d. La lámina superior tiene carga negativa
con densidad superficial de carga –
, la lámina inferior tiene carga positiva con densidad
superficial de carga
. Halle el campo eléctrico en magnitud y dirección (a) arriba de la
lámina superior (b) entre las láminas (c) debajo de la lámina inferior
2. La carga positiva Q está distribuida de manera uniforme sobre
la barra doblada en forma de semicírculo de radio R. halle el
vector campo eléctrico en el punto P que corresponde al centro
del semicírculo.
3. Un electrón inicialmente en reposo se deja libre en un campo eléctrico uniforme. El electrón
se acelera en dirección vertical positiva, recorriendo 4,5 m antes de detenerse en los primeros
3,0 µs después de ser liberado. (a) determinar magnitud y dirección del campo eléctrico. (b)¿
Se justifica no tener en cuenta los efectos de la gravedad? Razonar respuesta en términos
cuantitativos
4. Halle magnitud y dirección del campo eléctrico en el centro
del cuadrado de la figura, suponiendo que q= 1,0X10-8 C y que
a= 5,0 cm.
5. Un electrón se lanza, tal como se muestra en
la figura con una rapidez de 6,0X106 m/s y
formando un ángulo θ de 50°, E=2,0X103 N/C
dirigido hacia arriba, d= 2,0 cm y
(a) ¿chocaría el electrón con cualquiera de las
placas? (b) si choca con una de las placas, ¿en
qué sitio lo hace?
6. una línea continua de carga se encuentra a lo largo del eje extendiéndose desde
hasta el infinito positivo. La línea posee una densidad de carga uniforme λ. Halle la magnitud y
dirección del campo eléctrico en el origen del sistema de coordenadas.
Preguntas
(a) Si se deja en libertad a partir del reposo, a una carga puntual q de masa m ¿se moverá a lo
largo de una línea de fuerza? Razonar.
(b) ¿en qué consiste un dipolo eléctrico? Muestre un ejemplo de cálculo de campo eléctrico
para esta configuración de carga.
(c)¿Cuándo es posible aproximar una distribución de carga a una carga puntual?
(d) una carga de +4q está a una distancia r de una carga –q. Dibuje la distribución de líneas de
campo eléctrico de este sistema, compare el número de líneas de capo eléctrico que salen de
la carga de +4q con el número que entra en la carga –q.
Bibliografía
Física, Volumen 1, Serway, McGrawHill, tercera edición
Física, Volumen 1, halliday, Cecsa
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